Исследование работы водоструйного эжектора

Лабораторная работа 5

Цели работы:

1. Экспериментальное построение характеристик эжектора

H_н = f(Q_с), η = f(Q_с) при постоянных давлении Н_р, производи­тельности рабочего насоса Q_р и давлении засасываемой жидкости P_вс

2. Экспериментальное построение зависимости производительности эжектора Q от высоты всасывания Н_вс, (или давления перед эжектором) при постоянной производительности и напоре рабочей
жидкости Q_р и Н_р.

3.Исследование зависимости производительности эжектора Q
от давления нагнетания Н_н при различных Н_вс.

4. Анализ характеристик и выбор режима работы.

Общие сведения

Водоструйные эжекторы применяются на судах в качестве осуши­тельных, водоотливных средств, в водоопреснительных установках - для откачки рассола из испарителей или удаления воздуха из конденсаторов. Из судовых насосов водоструйные эжекторы наиболее просты по конструкции и в эксплуатации. Они обладают способностью сухого всасывания. Существенным недостатком эжектором является их низкий КПД.

Для исследования работы и выбора рабочего режима эжектора строятся его рабочие характеристики. Рабочими характеристиками эжектора называются зависимости развиваемого им напора Н_н и КПД - ηот суммарной производительности Q_с = Q +Q_р

где Q – производительности эжектора, Q_р – производительность рабочего насоса.

На рис.10, а представлена рабочая характеристика эжектора.

Рис.10. Рабочие характеристики эжектора

Точка А характеристики H_н = f(Q _с ) находится на расстоянии а -А от оси абсцисс, равном напору H_н, развиваемому эжектором при нулевой производительности, который меньше напора H_р. рабочей жидкости на величину гидравлических сопротивле­ний эжектора.

Зависимость η = f(Q_с) представлена кривой С - Д. В точке С η= 0, так как эжектор не засасывает рабочую жидкость. Для суммарной производительности эжектора, характеризующейся точ­кой е, т.е. когда Q_с = Q_р +Q_е, давление H_е, развиваемое эжектором, будет соответствовать отрезку q-е, где точка q, лежит на кривой А-В. КПД эжектора для этого режима η_е будет соответствовать отрезку e - f, где точка f лежит на кривой С-Д.

На рис. 10,б представлена другая характеристика эжектора, представляющая собой зависимость Q = f( H_вс ), т.е. зависимость производительности от высоты всасывания.

На рис. 10,в представлена характеристика эжектора, поясняемая

зависимость его производительности Q от напора, развиваемого эжектором H_н при различных высотах всасывания H_вс

Описание лабораторной установки

Установка состоит из водоструйного эжектора 1, который рабо­тает на воде, подаваемой по трубопроводу 2. от центробежного насоса 3 (рис.11).

Давление рабочей жидкости замеряется манометром 4, а количест­во рабочей жидкости регулируется клапаном 5 и замеряется расходо­мером 6. Эжектор по трубопроводу 7 засасывает воду из бака 8. Количество засасываемой воды регулируется клапаном 9, ее давление перед эжектором замеряется мановакуумметром 10. Эжектор по трубо­проводу 11 нагнетает воду в бак 8. Давление в трубопроводе 11 замеряется манометром 12 и регулируется клапаном 13. Производительность эжектора может быть определена по расходомеру 14.

Рис.11. Схема лабораторной установки "Исследование работы водоструйного эжектора"

Порядок выполнения работы

1. Перед пуском насоса следует провести его внешний осмотр и осуществить пробный пуск. Для этого необходимо открыть клапана 15 и 13. Клапана 5 и 9 закрыты. Запустив насос 3, нужно медленно открыть клапан 5, убедившись в нормальной работе рабочего насоса (по показаниям приборов и нормальному шуму), ввести в действие эжектор открытием клапана 9.

Испытания проводятся на трех режимах. На первом режиме замеряются параметры для построения рабочей характеристики эжектора, на втором - параметры для построения зависимости производитель­ности эжектора от высоты всасывания, на третьем - параметры для построения характеристики производительности от высоты нагнетания при различных высотах всасывания. На каждом режиме производится по пять замеров.

2. В таблицу заносятся результаты следующих замеров:

расхода рабочей жидкости, замеряемого по расходомеру 6, м³;

продолжительности опыта, определяемой по секундомеру, с;

суммарного расхода жидкости, замеряемого по расходомеру 14 м³;

давления нагнетания за рабочим насосом, замеряемого по манометру 4, кг/см²;

разряжения перед эжектором, замеряемого по мановакуумметру 10 кг/см²;

давленая нагнетания после эжектора, замеряемого по маномет­ру 12, кг/см².

Таблица замеров параметров

Номер опыта	Номер замера	Расход рабочей жидкости	Продолжитель- ность опыта τоп	Суммарный расход м^3	Давление кг/см^2
рабочего насоса Рр	перед эжектором Рвс	после эжектора Рн
Qр1	Qр2	Qс1	Qс2

3. Построение рабочей характеристики эжектора.

Открываются клапана 15 и 13 и при закрытом клапане 9 пускается рабочий насос, подающий воду к эжектору. Замеряется по расходомеру 6 количество подаваемой к эжектору воды за время τ_оп, за ко­торое через расходомер пропущено заданное количество воды (50, 100, 200 литров). Замеряется давление рабочей жидкости H_р по манометру 4 и давление H_н за эжектором по манометру 12. Расход рабочей жидкости Q_р и давление нагнетания H_н при нулевой производительности эжектора будет соответствовать координатам точки А (рис. 10,а). Открывая клапан 9, по расходомеру 14 измеряют макси­мальную суммарную производительность эжектора. По манометру 12 определяют давление. Эти параметры будут соответствовать коорди­натам точки В. При этом проверяют постоянство расхода Q_р и давления Н_р рабочей жидкости. Далее аналогично снимаются промежу­точные параметры при 25, 50 и 75 % от производительности эжектора.

4. Построение характеристики производительности эжектора от высоты всасывания.

При полностью открытых клапанах 9, 15 и 13 по разности суммар­ного расхода Q_с и производительности Q_р находится максимальная производительность эжектора Q. По показанию мановакуумметра 10 замеряется разрежение во всасывающем трубопроводе 7 и переводится в метры водяного столба, таким образом определяется минимальная высота всасывания эжектора H_{вс min}. Эти параметры будут соответствовать координатам точки А (рис.10,б). Затем, полностью закрыв клапан 9, по мановакуумметру 10 определяют координаты точки В (максимальная высота всасывания при нулевой подаче эжектора). Остальные точки кривой А-В находят регулированием давления всасы­вания клапаном 9. Рекомендуется интервал H_{вс min} +H_{вс max} разде­лить на четыре равных участка и, установив нужное давление всасывания клапаном 9, произвести замеры Q_с и Q_р, по которым опреде­ляют подачу эжектора Q. По величинам H_вс и Q строится кри­вая А-В.

5. Построение характеристики производительности эжектора от высоты нагнетания при различных высотах всасывания.

Эта характеристика строится следующим образом. Пустив эжектор и полностью открыв клапана 9, 15 и 13, прикрывают клапан 13, замечая пределы регулирования давления нагнетания H_н по манометру 12, при которых давление всасывания по мановакумметру 10 неизменно. Затем, изменяя давление нагнетания H_н клапаном 13 и контролируя его по манометру 12, замеряют соответствующую ему производительность эжектора Q по разности показаний расходомеров 14 и 6. Реко­мендуется интервал давлений разбить на четыре равные части и, установив эти давления клапаном 13, произвести замеры. Если во время опыта изменится давление всасывания, его регулируют клапа­ном 9 по показанию мановакуумметра 10. Оно может снизиться при большой производительности и возрасти при малой. Затем, установив более низкое давление всасывания H_вс, прикрывая клапан 9, опыт повторяют. Таким образом можно исследовать два-три режима работы эжектора.

После окончания испытаний насосная установка приводится в исходное положение - насос останавливают и закрывают клапана 9, 13, 15, 5.

На основании данных таблицы замеров путем обработки результа­тов испытаний строят характеристики эжектора.

Обработка результатов испытаний

1. Определение производительности эжектора

1.1. Производительность рабочего насоса м³ /с:

где Q_р1, Q_р2 - начальное и конечное показания расходомера рабочей жидкости за время τ_оп.

1.2. Суммарная производительность эжектора, м³ /с:

где Q_с1,Q_с2 - начальное и конечное показания по расходомеру суммарного расхода за время τ_оп.

1.3. Производительность эжектора, м³ /с:

Q = Q_с - Q_p

2. Давление рабочей жидкости Н_р, давление нагнетания Н_н, создаваемое эжектором, и разрежение во всасывающем трубопроводе Н_вс определяется соответственно через давления Р_р,Р_н и Р_вс в метрах водяного столба.

3. КПД эжектора:

где - коэффициент эжекции

Q, Q_р - в м³ /с; Н_н Н_вс Н_р - в Па

4. Анализ характеристик и выбор режима работы.

Выбор режима работы эжектора производится в результате анализа экспериментальных зависимостей следующим образом. В зоне максималь­ного КПД определяется производительность эжектора Q и развиваемый им напор Н_н (см. рис. 10,а). Далее находится рабочая высота всасы­вания Н_вс (см. рис. 10,6). По рис. 10,в проводится анализ рабочего режима го выбранным параметрам в случае изменения высоты всасыва­ния эжектора.

Контрольные вопросы

1. Какие характеристики струйных насосов называются рабочими? Как они строятся?

2. Как экспериментально получить зависимость производительности эжектора от высоты всасывания? Для чего эта зависимость нужна?

3. Как экспериментально получить зависимость производительности, эжектора от развиваемого им напора? Для чего служит эта характе­ристика?

4. Как определить расход рабочей жидкости эжектора?

5. Как определить производительность эжектора?

6. Что называется коэффициентом эжекции? Как он определяется?

7. Что называется КПД эжектора? Как он определяется?

8.Как определить напор, развиваемым эжектором?
9. Какова область применения струйных насосов?

10. Каковы достоинства и недостатки струйных насосов?

11. Как выбирается реши работы эжектора?

12. При какой максимальной высоте всасывания может работать данный эжектор? Какую производительность он может развить?

13. Какой напор может развить эжектор без заметного снижения производительности?

14. Как изменяется производительность эжектора с увеличение напора?

15. Каковы правила подготовки к пуску, обслуживания во время работы, остановки струйных насосов?

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Черепанов Б.Е. Судовые вспомогательные и промысловые механизмы, системы и их эксплуатация. -М.: Агропромиздат,1986,-334с.

2. Будов В.М. Судовые насосы: Справочник. – Л.: Судостроение, 1988. – 432 с.

3. Завиша В.В.,Декин В.Г. Судовые вспомогательные механизмы и системы. – М.: Транспорт, 1984. – 360с.

4. Чиняев И.А. Судовые вспомогательные механизмы. – М.: Транспорт,1989.-296 с.

5. Колесников О.Г. Судовые вспомогательные механизмы. - М.: Транспорт,1971. – 456 с.

6. Хетагуров М.Г. Судовые вспомогательные механизмы и системы. - М.: Транспорт, 1966. -582 с.

Оглавление

Введение…………………………………………………………………………………3

Лабораторная работа 1.

Испытания электроприводного поршневого насоса………………………………….4

Лабораторная работа 2.

Испытания роторного насоса ………………………………………………………….10

Лабораторная работа 3.

Построение универсальной характеристики центробежного насоса ……………….15

Лабораторная работа 4.

Исследование совместной работы центробежных насосов…………………………..19

Лабораторная работа 5.

Исследование работы водоструйного эжектора……………………………………….24

Рекомендуемая литература………………………………………………………………29

Дата добавления: 2015-07-02