Практическое пособие к лабораторным занятиям по курсу ''Гидравлика, гидропривод и гидропневмоавтоматика'', страница 15

Контрольные вопросы:

1. Как определяется расход жидкости при ее вытекании из резервуара?

2. Как найти время опорожнения резервуара?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9.

СНЯТИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА.

Цель работы.

Снятие рабочих характеристик центробежного насоса H= f(Q) и N_п = f(Q) при заданном постоянном числе оборотов колеса.

Общие сведения.

В центробежном насосе передача энергии жидкости осуществляется лопатками рабочего колеса, вращающегося в корпусе. Вращаясь с колесом, жидкость подвергается действию центробежных сил, что обуславливает движение ее от центра к периферии (рис. 1).на валу может быть установлено несколько рабочих колес (многоступенчатый насос).

Рис. 1. Рабочее колесо центробежного насоса

Рабочими характеристиками центробежного насоса называются зависимости напора Н, потребляемой мощности N и полного кпд h от его подачи (производительности) Q при постоянном числе оборотов рабочего колеса n.

Напор Н – это удельная энергия, которую необходимо сообщить весовой единице жидкости, чтобы поднять на высоту Н_ст (рис. 2), преодолев при этом сопротивление всасывающей и нагнетательной магистралей. Напор измеряют в метрах столба перекачиваемой жидкости:

, где Е_н, Р_н, Z_н, u_н – соответственно, удельная энергия, давление, уровень и средняя скорость потока у входа в нагнетательную магистраль, т. е. на выходе из насоса (сеч. 2-2).

Е_в, Р_в, Z_н, u_в – эти же параметры в конце всасывающей магистрали, т. е. на входе в насос (сеч. 1-1).

Так как Z_н– Z_н = Z₀, то при одинаковых диаметрах входного и выходного патрубков u_н = u_в , а напор насоса равен:

.                                   (1)

Полезная мощность насоса – это приращение энергии, получаемой всем потоком жидкости, проходящей через насос в единицу времени, т. е.

 (Вт),                                             (2)

где Q – производительность насоса (м³/с);

g – удельный вес жидкости (н/м³),

Н – напор (м).

Рис. 2. Схема работы центробежного насоса.

Потребляемая мощность насоса (мощность на валу) больше полезной, т. к. часть энергии затрачивается на преодоление трения в подшипниках, уплотнениях, на трение дисков рабочего колеса о жидкость.

Полный КПД насоса h – отношение полезной мощности N_п к потребляемой N:

.                                    (3)

Потребляемую мощность N можно найти, зная КПД электродвигателя h_эд и его мощность N_эд :

.                                 (4)

Рабочие характеристики, снятые для какого-либо числа оборотов n, могут быть пересчитаны на другие числа оборотов n^*по формулам подобия:

; ; .                       (5)

Эти зависимости имеют достаточную степень точности только в оптимальных режимах (в области высоких КПД).

Рис. 3. Схема опытной установки

Опытная установка (рис. 3) состоит из резервуара (1), заполненного водой, центробежного насоса (2) с электродвигателем, расходомерного устройства (счетчика жидкости) (3), всасывающего и напорного трубопроводов (соответственно (4) и (5)). Вентиль (6) предназначен для регулирования расхода жидкости. Вакуумметр (7) и манометр (7) служат для измерения давления соответственно на входе и на выходе из насоса. Вентиль (9) перекрывает подачу жидкости в трубопровод переменного сечения.