Построение универсальной характеристики центробежного насоса.

 

Цели работы:

I. Исследование зависимости напора и КПД центробежного насоса от производительности на различных частотах вращения.

2. Построение универсальной характеристики.

3. Анализ характеристики и выбор режима работы.

 

Общие сведения

 

На практике иногда возможно изменять частоту вращения приводного двигателя насоса. В некоторых случаях насос может быть соединен с двигателями, имеющими различные частоты вращения, или возникает необходимость форсирования работы насоса путем повышения частоты вращения его рабочего колеса. Для возможности анализа изменения параметров насоса - напора, подачи и КПД - и выбора рабочего режима для заданных условий эксплуатации в паспорте цен­тробежного насоса приводится универсальная характеристика, представляющая собой семейство кривых H = f(Q) на различных час­тотах вращения. Характеристики строятся для частот с интервалом
10 - 20 % от номинальной. Иногда, если позволяет конструкция насоса и его привода, характеристики строят и при повышенных час­тотах вращения рабочего колеса. На характеристиках наносятся изо­линии КПД насоса.

На рис.6,а в системе координат H - Q представлена универ­сальная характеристика для номинальной частоты вращения n н и для частот, последовательно отличающихся от предыдущих на 10 %, т.е. 0,9 n_н и 0,8 n_н. На рис. 6,b для каждой характеристики построены кривые η = f(Q) Для удобства анализа и наглядности значения КПД переносятся на соответствующее характеристики H = f(Q). Например, на рис.6,b линия а-б соответствует значению КПД η₁. Из точек ее пересечения - А. В, С, Д, Е, К - с линиями η = f(Q) проводятся пунктирные линии до пересечения с характеристиками H = f(Q) на соответствующих частотах вращения: точки A₁ B₁ C₁ Д₁ Е₁ К₁. Плавным соединением кривой этих точек получается изолиния КПД с численным значением η_1.

 

 

Рис.6. Универсальная характеристика центробежного насоса

 

Аналогично можно построить изолинии КПД для других значений η₂ η₃ η₄ и т.д. причем η₄ > η₃ > η₂ > η₁. η_max – максимальное значение КПД в данном случае при частоте вращения n_н – соответствует точке G. Участок характеристики H = f(Q) при n_н внутри изолинии КПД η₄ соответствует наиболее экономичным режимам работы насоса, а точка G характеризует режим с максимальным КПД.

Нанеся на универсальную характеристику насоса характеристики трубопроводов H_тр1 > H_тр2 > H_тр3 можно решить вопрос о наиболее экономичных режимах работы насоса на эти трубопроводы. Максимальная производительность насоса на эти трубопроводы при частоте вращения n_н характеризуется точками S₁, S₂, S ₃ , причем точка S₂ находится вблизи точки G, характеризующей наивыгоднейший режим работы насоса с КПД η₄. Следовательно, данным насосом целесообразно работать на трубопровод H_тр2 .

 

Описание лабораторной установки

 

Центробежный насос по всасывающему трубопроводу засасывает воду из расходного бака 3 и по нагнетательному трубопроводу 4 подает обратно в расходный бак (рис.7)

 

 

Рис.7. Схема лабораторной установки «Построение универсальной характеристики»

 

Давление перед насосом регулируется клапаном 5 и замеряется мановакуумметром 8. Производительность насоса измеряется расходомером 9. Частота вращения электродвигателя и рабочего колеса замеряется тахометром 10 и регулируется автотрансформатором. Затраты электроэнергии измеряются счетчиком.

 

Порядок выполнения работы

 

Перед пуском насоса нужно провести внешний осмотр установки, открыть клапан 5 и закрыть клапан 7. Частота вращения рабочего колеса устанавливается автотрансформатором. После пуска насоса следует открыть клапан 7, убедиться в исправной работе насоса по постоянству развиваемого им напора и по шуму, издаваемому насос­ным агрегатом. Шум должен быть монотонным, без резких стуков и вибрации. Если установка работает исправно, можно начинать ис­пытания.

После пуска насоса устанавливают максимальную частоту вращения и, открывая клапан 7, проверяют, сохраняется ли она на всех режи­мах работы насоса. Режим работы регулируется клапаном 7. Далее разность частот вращения делят на четыре равных участка и оконча­тельно намечают частоты, при которых будут проводиться испытания. Рекомендуется устанавливать частоты вращения, отличные от номиналь­ной на 5, 10, 15 и 20 %. Проверяют возможность установки выбран­ных частот тахометром 10. На каждой частоте вращения снимает пять загаров: при нулевой, максимальной подачах и при подачах 25, 50 и 75 % от максимальной. Преподавателем задается контрольный пара­метр: продолжительность опыта или затраты электроэнергия по обо­ротам диска счетчика. На каждом замере при соответствующей часто­те вращения в таблицу заносят результаты следующих замеров:

частоты вращения рабочего колеса насоса, мин ^-1;

расхода жидкости по расходомеру до начала опыта и по его окон­чании, м ³;

продолжительности опыта, определяемой по секундомеру (вели не является контрольным параметром), с;

давления нагнетания, замеряемого по манометру 8, кг/см²;

давление всасывания, замеряемого по мановакуумметру 6 кг/см²;

количество оборотов диска счетчика (если не является контрольным параметром).

 

Таблица замеров параметров

 

 

Номер опыта	Номер замера	Частота вращения n, мин -1	Показания расходомера м3	Продолжитель- ность опыта τоп	Давление кг/см2	Количество оборотов диска счетчика за опыт, А
Q1	Q2	Рман	Рвак

 

 

На основании данных таблицы замеров путем обработки результатов испытаний строят универсальную характеристику насоса и выбирают режим работы насоса. После окончания испытаний насос останавливают и приводят запорную арматуру в исходное положение – закрывают клапан 5 и 7.

 

Обработка результатов испытаний

 

1. Определение производительности насоса.

1.1. Расход воды за опыт, м³:

 

Q_оп = Q₂ - Q₁

 

где Q₁, Q₂ – начальное и конечное показания расходомера, м³

1.2. Действительная производительность насоса м³ /c:

 

2. Манометрический напор, развиваемый насосом, кПа:

 

H= P_ман - P_вак

 

где P_ман ,P_вак - показания манометра и мановакуумметра, кПа.

3. Полезная мощность, развиваемая насосом, кВт:

 

N_п = H · Q

 

4. Мощность, затраченная на привод насосного агрегата, кВт:

 

где А - количество оборотов диска счетчика за опыт;

С - число оборотов диска счетчика, соответствующих 1 кВт · ч.

 

5. КПД насосного агрегата:

 

 

 

6. Построение универсальной характеристики насоса и выбор режима работы.

Универсальная характеристика насоса строится по результатам испытаний и обработки данных для пяти частот вращения. Каждая характеристика на постоянной частоте вращения строится по пяти тачкам. По полученным графическим зависимостям дастся рекоменда­ции по выбору рабочего режима. На полученный график наносится типовая характеристика трубопровода, соответствующая экономичному режиму работы. Определяются подача, напор, КПД, частота вращения приводного двигателя.

 

Контрольные вопросы

 

1. Что называется универсальной характеристикой? Для чего она предназначена?

2. Как строится универсальная характеристика центробежного насоса?

3. Как по универсальной характеристике определить экономичный режим работы насоса?

4. Как определяется действительная производительность насоса?

5. В чем отличив действительной характеристики от теоретичес­кой?

6. Как определяется полезная мощность» развиваемая насосом?

7. Как определяется мощность, затрачиваемая на привод насоса?
8. Как определяется общий КПД насоса?

9. Какие потери учитывает общий КПД насоса?

10. Как изменяется производительность насоса с увеличением напора?

11. Как регулируется "подача центробежного насоса?

12. Что такое характеристика трубопровода?

13. Какие факторы влияют на характеристику напорной сети?
Как можно изменить характеристику сети? Для чего это нужно?

14. Как определяется экономичный режим работы насоса с использованием универсальной характеристики?

15. Перечислите правила подготовки к пуску, обслуживания и
остановки центробежного насоса.

 

Лабораторная работа 4

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: