Лабораторная работа № 8

Насосами называются гидравлические машины, предназначенные для подъема, нагнетания и перемещения жидкости. Насосы разнообразных конструкций (центробежные, поршневые, роторные и др.) широко применяются для механизации подъема воды. Центробежные насосы получили наиболее широкое распространение в практике сельскохозяйственного водоснабжения, особенно в тех случаях, когда нужно подавать сравнительно большое количество воды.

Центробежный насос (рисунок 3) состоит из рабочей камеры 1 и свободно вращающегося в ней рабочего колеса, которое насажено на вал и помещено в спиральный кожух 2. К двум патрубкам кожуха 3 и 4 присоединяются всасывающая 5 и нагнетательная 6 трубы. Всасывающая труба снабжена сеткой 7 и обратным клапаном 8, который препятствует вытеканию жидкости, залитой в насос перед пуском.

Рабочее колесо центробежного насоса представляет собой цельную деталь, отлитую из чугуна, бронзы или пластмассы. Это колесо состоит из двух дисков, между которыми помещены изогнутые лопасти, образующие межлопастные каналы.

Принцип действия центробежного насоса заключается в следующем. Рабочее колесо, насаженное на вал, вращается с большой угловой скоростью, при этом жидкость, залитая (через воронку с краном 9) в насос перед пуском увлекается лопастями и под действием центробежных сил протекает по межлопастным каналам от центра колеса к его периферии, а затем вытесняется по спиральному кожуху в нагнетательную трубу 6. При вытеснении жидкости из рабочего колеса в центральной его части создается разрежение (вакуум), вследствие чего сюда из колодца (резервуара) по всасывающей трубе поступает жидкость в объеме, равном вытесненному из рабочего колеса объему жидкости. Таким путем

Рисунок 3 – Конструкция центробежного насоса

Основными параметрами, характеризующими работу насоса, являются его производительность Q, развиваемый насосом полный напор Н, мощность на валу насоса N, коэффициент полезного действия h и число оборотов n.

Производительностью насоса Q называется расход, подаваемый насосом в трубопровод. Производительность выражается в л/с или м³/с; в каталогах насосов выражается также в м³/час.

Полный напор Н, развиваемый центробежным насосом, при равенстве давлений на поверхностях жидкости в резервуарах, равен (рисунок 4):

H = h_вак + h_ман+ z +

где h_вак - показание ваккууметра В, присоединенного к всасывающему патрубку насоса, выраженное в метрах столба перекачиваемой жидкости;

h_ман - показание манометра М, присоединенного к нагнетательному патрубку насоса, также выраженное в метрах столба перекачиваемой жидкости;

z - разность отметок центров манометра и вакуумметра.

Полезной мощностью называется приращение энергии, получаемое всем потоком жидкости в насосе в единицу времени (1 сек):

, кВт

где g - удельный вес жидкости, Н/м³;

Q - производительность, м³/с;

Рисунок 4 – Напор насоса

Потребляемой мощностью насоса является мощность на его валу. Часть ее затрачивается на создание полезной (гидравлической) мощности N_п, а другая на преодоление механического трения в подшипниках и сальниках, а также трения наружной поверхности рабочего колеса о жидкость его окружающую (так называемое дисковое трение).

Мощность на валу (потребляемая насосом мощность) может быть определена по формуле:

N = h_{эл. дв.}× h_пер.× Р_{эл. дв.}, кВт

где h_{эл. дв.} - коэффициент полезного действия электродвигателя;

h_пер. - коэффициент полезного действия передачи;

Р_{эл. дв.} - мощность, потребляемая электродвигателем из электросети и определяемая с помощью ваттметра, кВт.

Полный коэффициент полезного действия насоса h определяет собой отношение полезной мощности N_п к потребляемой, т.е.

Рабочие характеристики насоса, полученные для определенного числа оборотов n, могут быть пересчитаны на любое другое число оборотов n, по формулам подобия:

; ; .

Неисправности в работе насоса и способы их устранения