Методика проведения работы

Цель работы

Снятие скоростной характеристики насоса нефтеперекачивающей станции.

Теоретическая часть

Под скоростной характеристикой центробежного насоса понимается зависимость подачи насоса от частоты вращения его вала при постоянном напоре.

Изменение частоты вращения вала насоса - прогрессивный и экономичный метод регулирования. Применение плавного регулирования частоты вращения роторов насосов на нефтеперекачивающих станциях магистральных нефтепроводов облегчает синхронизацию работы станций, позволяет полностью исключить обточку рабочих колес, применение сменных роторов, а также избежать гидравлических ударов в нефтепроводе. При этом сокращается время запуска и остановки насосных агрегатов.

Метод изменения частоты вращения основан на теории подобия

, (1)

где Q₁, h_M₁ и N₁ - подача, напор и потребляемая мощность магистрального насоса, соответствующая частоте вращения рабочего колеса n₁;

Q₂, h_M₂ и N₂ - то же при частоте вращения рабочего колеса n₂.

При уменьшении частоты вращения характеристика насоса изменится и рабочая точка сместится из положения А₁ в А₂ (рисунок 1).

1 - парабола подобия; 2 - напорная характеристика магистрального насоса при частоте вращения n₁; 3 - то же при частоте вращения n₂

Рисунок 1 - Совмещенная характеристика нефтепровода и насоса при изменении частоты вращения вала

В соответствии с (1) при пересчете характеристик насоса с частоты вращения n₁ на частоту n₂ получим следующие соотношения:

(2)

Изменение частоты вращения вала насоса возможно в следующих случаях:

- применение двигателей с изменяемой частотой вращения;

-установка на валу насосов муфт с регулируемым коэффициентом проскальзывания (гидравлических или электромагнитных);

- применение преобразователей частоты тока при одновременном изменении напряжения питания электродвигателей.

Следует отметить, что изменять частоту вращения в широких пределах нельзя, так как при этом существенно уменьшается КПД насосов.

Подготовка стенда к работе

1 Согласно с таблицей 1 выполнить соответствующие действия на полностью обесточенном стенде для исследования характеристик насоса Р2.

Таблица 1 - Состояние запорно-регулирующей аппаратуры

Клапан	Состояние		Клапан	Состояние
V₁	Открыт	V₇	Закрыт
V₂	Закрыт	V₈	Открыт
V₃	Открыт	V₉	Открыт
V₄	Закрыт	V₁₀	Закрыт
V₅	Открыт	V₁₁	Открыт
V₆	Закрыт	V₁₂	Закрыт

2 Включить электрические блоки питания стенда, включить компьютер и запустить программу управления лабораторным стендом.

Методика проведения работы

1 Установить напряжение на насосе Р2.

2 С помощью кранов V₃ и V₅ добиваться постоянного напора, развиваемого насосом P₂ (чтобы разница между показаниями датчиков давления Z₄ и Z₂ была одной и той же) и измерять при этом его подачу расходомером Z₆

3 Повторить пункты 1-2, устанавливая различные частоты вращения вала насоса. Результаты записать в таблицу 2 (столбцы 2-5).

4 Используя формулу (3) определить частоту вращения вала насоса (заполнить столбец 6 таблицы 2).

5 Вычислить напор H, создаваемый насосом (заполнить столбец 7 таблицы 2):

При этом следует не забыть перевести размероность бар в паскали.

6 По полученным данным построить скоростную характеристику насоса Q=Q(n) при заданном значении напора насоса.

Расчеты

Таблица 2 - Экспериментальные и расчетные данные

№ п/п	Напряжение на насосе U, В	Показания датчика давления Z2 p₁, бар	Показания датчика давления Z4 p₂, бар	Показания датчика расхода Z6: Q, л/мин	Частота вращения насоса n, об/мин	Напор, создаваемый насосом H, м
1	2	3	4	5	6	7
		-0,14	0,14	5,2	616,39	2,85
		-0,13	0,13	5,1	566,54	2,65
		-0,109	0,109	4,5	516,41	2,22
		-0,08	0,08	4,0	466,01	1,65
		-0,05	0,05	1,5	364,38	1,02
		-0,03	0,03	1,4	331,16	0,61
				1,3	261,65

Вывод: В ходе данной лабораторной работы мы выполнили снятие скоростной характеристики насоса нефтеперекачивающей станции на лабораторном стенде.

По полученным данным построили график - скоростную характеристику насоса Q=Q(n) при заданном значении напора.