Аналитическая обработка данных

1. Напор насоса Н при известных показаниях манометра и мановакуумметра определяется по формуле (4).

2. Потребляемую мощность (Nе) снимаем по графику N = f (W), построенному с учетом коэффициента полезного действия электродвигателя.

3. Полученные значения Q, Н, N пересчитываются на постоянную частоту вращения (n =const) по формулам подобия:

(11)

где Q ₁, Н ₁, N ₁ – замеренные расход, напор, мощность;

Q₂, Н ₂, N ₂ – пересчитанные расход, напор и мощность;

n ₁ – замеренная частота вращения;

n ₂ – постоянная частота вращения.

Тогда пересчитанные значения расхода, напора и мощности определяются по следующим формулам:

(12)

Если обозначить , то формулы (12) примут вид

(13)

4. Пересчитанная полезная мощность насоса N _{пол. п} определяется по формуле (6) по Q _п и Н _п.

5. Коэффициент полезного действия насоса h определяется по формуле (7) по пересчитанным мощностям.

Результаты обработки заносят в журнал лабораторных работ (табл. 3.2). После заполнения всех граф табл. 3.2 строят графики Н = f (Q); h = f (Q); N = f (Q) при n = const, которые должны иметь вид, изображенный на рис. 5. Они называются рабочими характеристиками насоса.

 

Т а б л и ц а 3.2. Результаты обработки опытных данных

Номер опыта

hмв, м

hм, м

Н, м

Q, л/с

Ne, кВт

n2, об/мин

i

i2

i3

Qп, л/с

Нп, м

Neп, кВт

Nпол.п, кВт

η, %

 

После построения рабочих характеристик определяют рабочую зону насоса, которая соответствует снижению максимального КПД на 10% и показывает оптимальный диапазон изменения расхода (от Q₁ до Q₂ ) и соответствующего напора данного насоса.

Рис. 5. Рабочие характеристики центробежного насоса.

 

После построения рабочих характеристик определяют рабочую зону насоса, которая соответствует снижению максимального КПД на 10% и показывает оптимальный диапазон изменения расхода (от Q₁ до Q₂ ) и соответствующего напора данного насоса.

Вопросы для самоконтроля

1. Для каких целей получают рабочие характеристики центробежного насоса?

2. Изменится ли положение напорной характеристики, если повторить эту же работу, но с диаметрами трубопроводов, увеличенными в 2 раза?

3. Изменится ли положение напорной характеристики, если в повторном опыте изменить высоту всасывания на обратную?

4. Изменятся ли максимальные значения Q, Н, N и КПД (если да, то во сколько раз), если число оборотов насоса уменьшится в 2 раза?

5. Почему запуск центробежного насоса рекомендуется осуществлять с закрытой задвижкой на напорном трубопроводе?

6. Изменится ли значение максимального КПД, если повторить испытания, но с более мощным электродвигателем при том же числе оборотов?

7. Что такое «рабочая зона» и зачем она нужна?

8. Что произойдет с кривой Н – Q, если повторить опыт при условии, что верхний бак поднят на 5 м выше?

9. Что будет происходить с кривой КПД – Q, если повторить несколько раз испытания, уменьшая каждый раз число оборотов?

10. Как, используя характеристики насоса, установить, что он с максимальной эффективностью обеспечит заданные расход Q_р и напор Н_р при данном трубопроводе?

 

Работа 4. ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РАБОТА ЦЕНТРОБЕЖНЫХ

НАСОСОВ НА ОДИН ТРУБОПРОВОД

Выполнение работы

Одновременная работа нескольких центробежных насосов на общий напорный трубопровод называется параллельной работой насосов (рис. 6).

До начала испытаний нужно построить на миллиметровой бумаге частные характеристики Н – Q₁ насоса №1 и Н – Q₂ насоса №2 и суммарную характеристику Н – (Q₁ + Q₂) двух насосов, работающих на отдельные трубопроводы (рис.7).

Для построения характеристики первого насоса используются данные лабораторной работы 3 (см. табл. 3.2), а для характеристики второго насоса студенты получают готовые лабораторные данные расхода и напора. Суммарная характеристика Н – (Q₁ + Q₂) (рис. 7) строится путем сложения расходов Q обоих насосов при одинаковых напорах. После этого приступают к испытанию насосной установки.

Испытания проводятся в приведенном ниже порядке:

1. Установка осматривается, проверяется наличие необходимых приборов.

2. Насосы 1 и 2 подсоединяем параллельно, т.е. по схеме б (рис. 6).

3. Насосы заливают водой, задвижки 1 и 3 закрывают, а задвижку 2 открывают.

4. Включают в работу двигатели, открывают полностью задвижки 1, 2, 3, удаляют воздух из насоса и трубопроводов.

5. Проливают соединительные трубки манометров, мановакуумметров и дифференциального манометра. Соединяют манометр и мановакуумметр с атмосферой, проверяют установку нулей шкал.

Испытания начинают при полностью закрытой задвижке 2, когда расход Q = 0. Задвижки 1 и 3 во время опытов держат постоянно открытыми. При таком положении получают первую точку наблюдений, для которой снимают показания мановакуумметра, манометра и заполняют частоту вращения вала двигателя насоса 1. Можно снимать показания мановакуумметра и манометра насоса 2, так как в точке объединения трубопроводов напоры насосов будут одинаковыми. Затем задвижку 2 приоткрывают и после установления режима производят следующее определение Q по дифманометру или водосливу и тарировочной кривой, снимают показания остальных приборов.

 

а б

 

Рис. 6. Схема совместной работы двух центробежных насосов: а – каждого на свой напорный трубопровод; б – параллельная работа на общий напорный трубопровод

 

Аналогичным образом, постепенно открывая задвижку до полного открытия, выполняют 5...8 опытов.

Опытные данные заносятся в табл. 4.1.

 

Т а б л и ц а 4.1. Данные измерений

Номер опыта	Рмв, кгс/см2	Рм, кгс/см2	Водослив, расходомер	n1 , об/мин

 

П р и м е ч а н и е. Р_мв и Р_м – показания мановакуумметра (вакуумметра) и манометра; n₁ – измеренная частота вращения.