Исследование совместной работы центробежных насосов

Лабораторная работа 4

Цеди работы:

1. Исследование совместной работы центробежных насосов при
их параллельном и последовательном включении на сеть.

2. Построение суммарной характеристики двух насосов.

3. Анализ характеристик и выбор режима работа.

Общие сведения

На практике может возникнуть необходимость в такой производи­тельности, которая не может быть обеспечена одним из судовых насосов. В этом случае два насоса включают на один трубопровод, например, для обслуживания пожарной, балластной систем. В тех случаях, когда необходимо преодолеть сопротивление сети, превышающее напор одного насоса, применяют последовательное соединение насосов.

На рис. 8 показаны характеристики трубопровода H_тр = f(Q) – линия АВ, характеристика H₁ = f(Q), отдельно работающего насоса – линия СД и суммарная характеристика H₁₊₂ = f(Q) двух одинаковых насосов при их параллельном включении – линия СЕ. Кривая ОР представляет собой характеристику η ₁ = f(Q) для одного насоса, кривая ОК – характеристику η ₁₊₂ = f(Q) для двух параллельно работающих насосов.

Рис.8. Параллельное включение насосов на сеть.

Точка F характеризует режим работы одного насоса на сеть (подача Q_1, напор Н₁). Точка J характеризует режим совместной работы двух насосов. Оба насоса развивают подачу Q₁₊₂ и напор Н₁₊₂. Суммарная характеристика Н₁₊₂ = f(Q) получается в результате сложения производительности двух насосов при одинаковых напорах. Например, при H_а производительность насоса будет соответствовать отрезку a-b, а производительность двух параллель­но работающих насосов - отрезку а-с, причем отрепки а-b и b-с равны между собой. Аналогично строится зависимость η₁₊₂ = f(Q). В этом случае отрезки d-е и е - f, а также d - q и q - h попарно равны между собой. КПД насосной установки при параллельной работе равен η₁₊₂при производительности Q₁₊₂

Он соответствует значению η₁ одного насоса при таком же напо­ре. Такому КПД соответствует точка i на характеристике С-Д.

Из рисунка видно, что суммарная подача Q₁₊₂ меньше суммы производительностей двух насосов, т.е. Q₁₊₂ < 2Q₁. Это объяс­няется тем, что зависимость между скоростью жидкости в трубопро­воде и расходом жидкости линейная, а между скоростью и напором - параболическая. Производительность каждого из насосов при совмест­ной работе будет равна половине общего расхода в трубопроводе и выразится отрезком

l - i, а напор - отрезком l-o, равным H₁₊₂. Чем круче характеристика трубопровода, тем меньшее возрастание производительности дает параллельное включение двух насосов. Для пологих характеристик трубопроводов с преобладающим гидростати­ческим сопротивлением подключение параллельно второго насоса бо­лее целесообразно. При исследовании работы насосов, включенных последовательно, их суммарные характеристики отроятся аналогично при постоянных значениях производительности. Кривая H₁₊₂ = f(Q) получается "растянутой" вдоль оси ординат. Естественно, что более экономичный режим работы насосной установки в этом случае будет при работе насосов на трубопровод с преобладающими гидродинамичес­кими сопротивлениями.

В составе лабораторной установки оба насоса одинаковы, и при исследовании можно определить характеристики H = f(Q) и η = f(Q) любого из насоса и те же их характеристики при совместной работе (при параллельном и последовательном подключении). Методика экспериментального построения характеристик в обоих случаях одинакова.

Установка состоит из двух одинаковых центробежных насосов 1 и 2 (рис. 9).

Описание лабораторной установки.

Рис.9. Схема лабораторной установки «Совместная работа центробежных насосов»

Вода из бака 3 через всасывающий трубопровод 4, клапан на всасывающей магистрали 5 и 6 поступает в насосы, от насосов, через нагнетательные клапана 7 и 8, трубопровод 9 – в бак 3. Перепускной клапан 10 служит для подключения – отключения насосов на совместную работу. Давление перед насосами замеряется мановакуумметра 11 и 12. Давление за насосами измеряется манометрами 13 и14 и регулируется клапанами 7 и 8. Расход жидкости замеряется расходомером 15.

При параллельном заключении на рабочем режиме клапана 5,6,7,8 должны быть открыты, а перепускной клапан 10 - закрыт. При последовательном включении открыты клапана 5, 7, 8,10, клапан 6 -закрыт.

Порядок выполнения работы.

Провести подготовку насосной установки к пуску, как указано в лабораторной работе 3.

Методика проведения испытаний и построения характеристик насосов при их индивидуальной.и совместной работе такая же, как в лабораторной работе 3. В первой части работы проводятся испытания одного насоса, во второй - двух насосов при параллельном и при последовательном включении их в сеть.

Режим работы насосов устанавливается клапанами на напорной магистрали. На каждом режиме производится по пять замеров. Пре­подавателем задается контрольный параметр: продолжительность опыта или затраты электроэнергии по оборотам диска счетчика.

Замеряются следующие параметры:

расход жидкости по расходомеру до начала опыта и по его окончании, м³

продолжительность опыта, определяемая по секундомеру (если не является контрольным параметром), с;

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

давление всасывания насоса 1 Р_вс1 по мановакуумметру 11, мм.рт.ст;

давление всасывания насоса 2 Р_вс2 по мановакуумметру 12 при параллельном включении, мм рт.ст.;

давление нагнетания насоса 1 Р_н1 по манометру 13, кг/см²;

давление нагнетания насоса 2 Р_н2 по манометру 14, кг/см².

Результаты замеров заносятся в таблицу

Таблица замеров параметров

Режим работы	Номер замера	Показания расходомера м^3	Продолжительность опыта τоп	Количество оборотов диска счетчика	Давление
Рвс1 мм.рт.ст	Рвс2 мм.рт.ст	Рн1 кг/см^2	Рн2 кг/см^2
Q1	Q2	Насос 1	Насос 2
1.Работает один насос 2. Совмест- ная работа насосов

На основании данных таблицы замеров путем обработки результатов испытаний строят характеристики насосов при индивидуальной и совестной работе и выбирают режим работы насоса. После окончания испытаний насосы останавливают и приводят запорную арматуру в исходное положение – закрывают клапана 5,6,7,8,10.

Обработка результатов испытаний

1. Действительная производительность насоса (насосов) определяется так же, как в лабораторной работе 3.

2. Манометрический напор, развиваемый насосом (насосами), кПа:

Н = Р_ман - Р_вак

где Р_ман, Р_вак – показания манометра и мановакуумметра, кПа,

причем Р_ман = Р_н1 – показания манометра 13 при испытании насоса 1;

Р_вак = Р_вс1 - показания мановакуумметра 11 при испытании насоса 1 и при последовательном включении насосов;

, при параллельном включении насосов;

P_ман = P_н2 - показания манометра 14 при последовательном вклю­чении насосов.

3. Полезная мощность, развиваемая насосом (насосами), кВт:

N_п = H · Q

4. Мощность, затрачиваемая на привод насоса 1 при его индивидуальной работе, кВт:

где А - количество оборотов диска счетчика за время опыта τ_оп измеряемое в секундах;

С - количество оборотов диска счетчика, соответствующих 1 кВт· ч

5. Суммарная мощность, затраченная на привод двух насосов при совместной работе, кВт:

где В - количество оборотов диска счетчика за время опыта τ_оп

измеряемое в секундах

6. Общий КПД насосного агрегата

6.1.Для насоса 1, работающего индивидуально,

6.2.При совместной работе двух, наосов

7. Построение характеристик насосов при их совместной работе. Характеристики H = f(Q) и η = f(Q) строятся по результатам испытаний и обработки данных. Строятся характеристики для насоса 1, работающего индивидуально, и характеристики для двух насосов, включенных совместно на один трубопровод.

По полученным графическим зависимостям даются рекомендации по выбору работы насоса. На полученные графики наносится типовая характеристика трубопровода, соответствующая экономичному режиму работы. Определяются параметры: подача, напор, КПД.

Контрольные вопросы

1. Для чего применяете» совместная работа насосов на один трубопровод?

2. Как строятся суммарные характеристики H = f(Q) и η = f(Q)
двух одинаковых насосов при их совместной работе?

3. Как по суммарной характеристике определить максимальную по­дачу насоса и напор?

4. Как строятся суммарные характеристики двух различных насосов, работающих на один трубопровод?

5. Как по суммарной характеристике оценить целесообразность подключения второго насоса в параллель? последовательно?

6. Когда параллельное включение второго насоса нецелесообразно?

7. Как определяется производительность насосов при их индивидуальной и совместной работе?

8. Как определяется манометрический напор, развиваемый насосами при индивидуальное и совместной работе?

9. На какие трубопроводы целесообразно параллельное включение насосов? Поясните графически.

10. Как определить полезную мощность, развиваемую насосами при индивидуальной и совместной работе?

11. Как определить затраты электроэнергии на привод насосов?

12. Каковы способы регулирования подачи центробежных насосов?

13. Как изменяется подача центробежного насоса при увеличении напора? Почему?

14. Почему суммарный максимальный КПД двух насосов меньше, чем КПД одного насоса, работающего индивидуально?

15. Назовите судовые системы, в которых применяется параллельное, последовательное включение центробежных насосов.

Дата добавления: 2015-07-02