Описание лабораторной установки. Изменение частоты вращения рабочего колеса

Изменение частоты вращения рабочего колеса

С изменением числа оборотов рабочего колеса насоса n изменяется его производительность Q, напор Н и потребляемая мощность N в следующих соотношениях:

Q₁/Q₂ = n₁/n₂ (12)

Н₁/Н₂= (n₁/n₂)² (13)

N₁/N₂= (n₁/n₂)³ (14)

1.3.2. Высота всасывания центробежного насоса рассчитывается по формуле:

Н_вс ≤ P_a /(ρ*g) – P_{t ж} / (ρ*g) – W ² / (2*g) – h_вс – h_кв, (15)

где P_a - атмосферное давление, Па;

P_{t ж} – давление насыщенного пара всасываемой жидкости при ее температуре кипения, Па4

W ² / (2*g) – скоростной напор, м;

h_вс – потери напора во всасывающей линии, м;

h_кв – поправка на кавитацию, м.

h_кв = 0,00125*(Q*n²)^0.67. (16)

Кавитацией называется явление, наступающее в рабочем колесе насоса, когда давление у входа в него становится ниже давления насыщенного пара перекачиваемой жидкости при ее рабочей температуре, что сопровождается переходом капельной жидкости в парообразное состояние с последующей конденсацией паров в районе концов лопаток.

1.3.3. Совместная работа насоса и сети определяется так называемой характеристикой сети H_с = f (Q)), т.е. напором необходимым для преодоления всех сопротивлений используемого трубопровода (сети).

Напор сети определяется по уравнению:

Н_с = Н_г + Р_изб /(ρ*g) + (1 + λ*L/d + Σξ) * W ² /(2*g), (17)

где Н_г – геометрическая высота подъема жидкости, м;

Р_изб – избыточное давление в приемной емкости, Па;

λ – коэффициент трения;

L – длина трубопровода, м;

d – диаметр трубопровода, м;

Σξ – сумма местных сопротивлений трубопровода;

W – скорость жидкости в трубопроводе, м/с.

С учетом того, что W = V / f, где f – площадь поперечного сечения трубопровода, м² уравнение (17) будет иметь вид:

Н_с = [(1 + λ*L/d + Σξ) /(2*g*f ²)]*V ²+ Н_г + Р_изб /(ρ*g) = a*V ²+ b, (18)

где а = [(1 + λ*L/d + Σξ) /(2*g*f ²)]; b = Н_г + Р_изб /(ρ*g).

Полученное уравнение (18) Н_с = a*V ²+ b в координатах Н_с - V представляет собой параболу, вершина которой расположена на оси ординат на высоте b = Н_г + Р_изб /(ρ*g) от начала координат.

Характеристику сети строят на графике вместе с характеристикой насоса, которая обычно приводится в паспорте насоса. Точка пересечения характеристики сети с характеристикой насоса называется «рабочей точкой». Эта точка определяет условия совместной работы системы «насос – трубопровод (сеть)». Она показывает при каких условиях напор, создаваемый насосом, преодолевает все гидравлические сопротивления трубопровода.

Положение рабочей точки даёт возможность судить о степени использования возможностей насоса в конкретных условиях.

Насосная установка, схема которой приведена на рисунке, состоит из центробежного насоса 1, рабочее колесо которого приводится во вращение электродвигателем переменного тока. Частота вращения рабочего колеса может регулироваться за счет подвода к электродвигателю различного напряжения (регулированием на ЛАТРе) и величины силы электрического тока. Изменение напряжения регистрируется вольтметром, а силы тока – амперметром.

Рисунок – Схема лабораторной насосной установки

Работа насосной установки заключается в следующем. Вода всасывается насосом 1 из расходной ёмкости 2, установленной на одном уровне с насосом, и через нагнетательный трубопровод поступает в приёмную ёмкость 3. На нагнетательном трубопроводе установлен зажим 8 для перекрытия подачи жидкости в приёмный резервуар, т.е. получения максимального напора (при нулевой подаче).

Для измерения производительности зажимают линию перетока между приёмным сосудом и расходным сосудом и засекают время. При открытии линии перетока вода из приёмного сосуда 3 быстро сливается в расходную ёмкость 2, откуда вновь засасывается насосом 1. Такая замкнутая система гарантирует бесперебойное питание установки водой и делает установку независимой от местного трубопровода.

Для измерения разряжения на всасе насоса на всасывающей линии установлен тройник 6, соединённый с вакуумметром 5. Для измерения давления на нагнетании на нагнетательном трубопроводе установлен тройник 7, соединённый с манометром 4. На вакуумной измерительной линии установлена предохранительная ёмкость с водой (на рисунке 1 не показана), необходимая для предотвращения попадания воздуха в рабочую полость насоса, что может привести к кавитации насоса.

Полный суммарный напор насоса определяется как сумма показаний вакуумметра, манометра и расстояния между тройниками.

Для регулирования производительности насоса на установке имеется байпасная (обводная) ветвь 9. Открывая зажим на байпасной ветви, мы перепускаем воду из напорного трубопровода во всасывающий, тем самым уменьшаем подачу жидкости в приёмный резервуар. При этом подает к.п.д. насоса.

На тройниках находятся трёхходовые краны, с помощью которых происходит установка на ноль показаний манометра 4 и вакуумметра 5 перед пуском установки.

Дата добавления: 2015-07-02