СНЯТИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

ВВЕДЕНИЕ

Центробежные насосы предназначены для перекачивания жидкостей. Внутри корпуса центробежного насоса находится одно или несколько рабочих колес. Соответственно центробежные насосы делятся на одно– и многоступенчатые. Рабочее колесо состоит из двух дисков, соединенных изогнутыми лопастями. Жидкость, находящаяся между ними, приводится во вращение вместе с рабочим колесом. При этом каждая частица жидкости перемещается по сложной траектории.

Во – первых, центробежная сила, отбрасывая жидкость, заставляет её двигаться радиально, вдоль лопаток от оси колеса к периферии.

Во – вторых, увлекаемая лопатками вращающегося колеса жидкость помимо радиальной скорости, приобретает еще окружную скорость, одинаковую со скоростью колес. Так как окружная скорость на периферии колеса больше, чем у входа на лопатки, то абсолютная (равнодействующая) скорость жидкости на выходе из колеса становится больше, чем на входе. Таким образом, жидкость, проходящая через колесо центробежного насоса, приобретает добавочное количество энергии.

Жидкость, стремительно выбрасываемая с периферии рабочего колеса, поступает в спиральный канал. Канал (в виде улитки) кольцом охватывает рабочее колесо. Увеличивающиеся к выходному патрубку поперечное сечение канала, приводит к плавному снижению большой скорости, полученной жидкостью в рабочем колесе до нормальной скорости в трубопроводе.

При этом часть кинетической энергии жидкости переходит в потенциальную, что сопровождается увеличением давления (напора).

Для повышения напора в многоступенчатых центробежных насосах жидкость, выходящая из первого рабочего колеса, поступает с помощью направляющего аппарата во второе рабочее колесо, затем в третье и т.д.

Общий напор, создаваемый насосом, в этом случае будет равен сумме напоров, приобретенных в каждом колесе.

Работа центробежного насоса при постоянном числе оборотов характеризуется следующими величинами:

1. Производительностью Q м³/сек;

2. Создаваемым напором Н, м;

3. Коэффициентом полезного действия h, %;

4. Потребляемой мощностью N, Вт.

У центробежных насосов величины Q, Н, N, h связаны между собой и изменение одной из них вызывает изменение остальных.

Величины, характеризующие работу центробежных насосов при постоянном числе оборотов, обычно представляют в виде графических зависимостей: напора Н, мощности N, к.п.д. h от производительности Q. Такие зависимости Н – Q, N – Q, h – Q называют характеристиками насоса и устанавливают опытным путем. При изменении числа оборотов центробежного насоса его подача, напор и потребляемая мощность так же изменяются в следующих соотношениях:

; ; (4.1)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Практическое ознакомление с насосной установкой и проведение испытания с необходимыми замерами для последующего построения характеристик центробежного насоса (рис.4.1).

Рис. 4.1. Характеристики центробежного насоса

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Схема установки представлена на рис. 4.2.

Вода из бака 1 через всасывающий патрубок с обратным клапаном 2 центробежным насосом 3 подается через ротаметр 6 в систему трубопроводов и возвращается в бак 1. Центробежный насос 3 установлен на одном валу с электродвигателем 4. Давление, развиваемое насосом, фиксируется манометром 5. Расход воды регулируется вентилем 9 и замеряется ротаметром 6. Величины напряжения и тока отмечаются по показаниям вольтметра 7 и амперметра 8.

Рис. 4.2. Схема установки:

1 – бак для воды; 2 – всасывающий патрубок с обратным клапаном; 3 – центробежный насос; 4 – электродвигатель; 5 – манометр; 6 – ротаметр; 7 – вольтметр; 8 – амперметр; 9 - вентиль

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Пуск насоса осуществляется при полностью закрытом вентиле 9. При нулевой производительности насоса фиксируют давление, величину тока и напряжение. Увеличивая производительность насоса (4¸ 5 значений по заданию преподавателя), для каждого значения производительности (Q) замеряют давление (Р) величину тока (J) и напряжение (U). По полученным данным строят графические зависимости ; ; . Полный напор насоса Н, выраженный в метрах столба подаваемой жидкости (воды в нашем случае), определяют следующим образом:

(4.2)

где Р_м – показания манометра в метрах столба подаваемой жидкости (воды); h – высота всасывания, в нашем случае она зависит от уровня жидкости в баке 1 и составляет примерно 0, 2 м.

Так как всасывающий и нагнетательный трубопроводы имеют одинаковые диаметры, то w_Н =w_ВС и таким образом, Н = Р_М +h.

Мощность, потребляемая насосной установкой, кВт:

, (4.3)

где V – напряжение, В; J – сила тока, А.

Коэффициент полезного действия насосной установки определяют по формуле:

, (4.4)

где Q – производительность насоса, м³/с; r – плотность жидкости, кг/м³; g – ускорение свободного падения, м/с²; H – полный напор, создаваемый насосом, в метрах столба подаваемой жидкости.

Все величины, измеряемые в процессе испытания и полученные расчетом, заносятся в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Таблица измерений

КПД h, %	Производительность Q, м³/с	Давление	Полный напор Н, м.вод.ст,	Сила тока J, А	Напряжение V, В	Мощность N, кВт
кг/см²	м.вод.ст
1.
2.
3.
4.
5.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Насосы. Определение.

2. Классификация насосов.

3. За счет чего создается давление в центробежных насосах?

4. Каким образом возникает разность давлений в объемных насосах?

5. Перечислить основные параметры насосов.

6. Что такое подача насоса?

7. Физический смысл напора, создаваемого насосом.

8. Расчетное уравнение полезной мощности насоса.

9. Что характеризует коэффициент полезного действия насоса?

10. Что больше: мощность на валу или мощность, потребляемая двигателем насоса?

11. Почему установочная мощность двигателя должна быть больше номинальной?

12. Какое уравнение является базовым для вывода расчетного выражения полного напора насоса?

13. Уравнение для расчета полного напора насоса.

14. Движущая сила процесса всасывания насоса.

15. Чему может быть равна теоретическая высота всасывания насоса при перекачивании жидкостей из открытых резервуаров?

16. Каким образом влияет температура перекачиваемой жидкости на высоту всасывания?

17. Может ли быть отрицательной величина всасывания насоса?

18. Причина возникновения кавитации.

19. Симптомы и последствия кавитации.

20. Схема центробежного насоса.

21. Назначение многоступенчатого насоса.

22. Почему центробежный насос должен быть залит перед пуском перекачиваемой жидкостью?

23. Законы пропорциональности центробежных насосов.

24. Что называют характеристиками насосов?

25. Дать универсальную характеристику центробежного насоса.

26. Дать совмещенную характеристику центробежного насоса и сети.

27. При наличии нескольких насосов каким образом можно увеличить производительность насосной установки?

28. При наличии нескольких насосов каким образом можно увеличить напор?

29. Как строятся графические характеристики центробежного насоса?

30. Схема поршневого насоса простого действия.

31. Зависит ли производительность поршневого насоса от напора?

32. Способы улучшения равномерности подачи поршневых насосов.

33. Цель лабораторной работы.

34. Схема лабораторной установки.

ЛИТЕРАТУРА

А.Г.Касаткин Основные процессы и аппараты химической технологии, - М.: Химия, 1971, с.131–144.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5

Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 11 12 Следующая