Насосы и вентиляторы. Основные положения и определения. Основы теории. Компрессоры. Основные положения и определения. Основы теории

температура рабочей жидкости t термометром 11;  - ток электродвигателя I по показаниям амперметра; - напряжение U при помощи вольтметра.

Для каждого режима по формулам (5) ... (9) вычисляются значения Q, H,

N_п, N, η

Объемная подача, м³/с, измеряемая при помощи диафрагмы, определяется по формуле

р_h - плотность жидкости в дифференциальном манометре, кг/м³; р - плотность рабочей жидкости, перекачиваемой насосом, кг/м³;

Полный напор жидкости, м,  в данной установке, у которой диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов одинаковы, определяется по формуле

H .                                       (6)

Полезная мощность, кВт, развиваемая насосом,

                                                                          N_П =10⁻³⋅ ⋅ ⋅g ρ H Q⋅                                ,                                             (7) где g - ускорение свободного падения, м/с².

Мощность на валу насоса, кВт, при работе электродвигателя на переменном токе

                                                                     N =10⁻³ ⋅                           3⋅U I cos⋅ ⋅ ϕ⋅ηэ,                                       (8) где cos φ- коэффициент мощности; η_э - КПД электродвигателя.

КПД насоса

N^п .                                                       (9) η =

N

Средняя скорость рабочей жидкости,  м/с, во всасывающем трубопроводе определяется из выражения

4⋅Q

ωвх = 2вн .                                                (10) π ⋅d

Внутренний диаметр всасывающего трубопровода опытной установки  d_вн = 0,027 м.

Вакуумметрическая высота всасывания рассчитывается по формуле:

                                                       H_в = 0,981 10⋅         ^{5 pа −}ρg^pвх − ^ω22g^вх .                                   (11)

Формула (8) получена из выражения (6) путем подстановки в него.  р_вх = ра −р_в .                                                  (12)

Результаты расчетов заносятся в протокол (форма 2).

Форма 2

Номер опыта	ρ, кг/м3	Q, м3/с	H, м	Nп, кВт	N, кВт	η	ωвх, м/с	Нв, м

На основании выполненных расчетов строятся кавитационные характеристики насоса (см. рис. 1) и по ним определяется критическая вакуумметрическая высота всасывания Н_{в кр}, соответствующая  началу кавитационных явлений. За критическую вакуумметрическую высоту всасывания можно принять такое значение Н_в при котором напор или мощность уменьшились на 2 ... 3% от максимального значения, соответствующего горизонтальным участкам кривых. 

Допустимая вакуумметрическая  высота  всасывания определяется из соотношения:

                                                                      Hв доп = A H⋅                                       в кр,                                                 (13) где А - коэффициент запаса, устанавливаемый в зависимости от типа и условий работы насоса. Для  шестеренного насоса в первом приближении можно принять А=1,2.

V. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.  Название и цель работы.

2.  Принципиальная схема лабораторной установки (см. рис. 2) с указанием основных обозначений.

3.  Метрологические характеристики применявшихся в работе измерительных приборов. 

4.  Протокол кавитационных испытаний шестеренного насос (форма 1).

5.  Расчетные формулы (1) ... (13) и подробные расчеты для одного опыта.

6.  Протокол обработки данных кавитационных испытаний насоса (форма 2). 

7.  Кавитационные характеристики (см. рис. 1).

8.  Значения критической и допустимой вакуумметрических высот всасывания.

9.  Способы, предупреждающие возникновение кавитации в насосах.

Л и т е р а т у р а: [10], с. 8, 35... 39.

Работа 2. ПОЛУЧЕНИЕ НАПОРНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ВЕНТИЛЯТОРА

I. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определение зависимости между напором и объемной подачей для центробежного вентилятора при постоянной частоте вращения.

II. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Выбор вентилятора определяют его напорные характеристики, обычно получают экспериментально. Для машин одного типа, например центробежных, напорные характеристики имеют одинаковый вид как для вентиляторов, так и для насосов. Это объясняется тем, что рабочий процесс в вентиляторах почти тождествен процессу в насосах, так как газовые среды в вентиляторах ведут себя как несжимаемые.

Характеристики могут быть размерными, определяющими работу конкретной машины, и безразмерными, общими для целой серии геометрически подобных машин. 

Формы характеристик вентиляторов зависят от отношения выходного и

D² входного диаметров межлопастных каналов рабочего колеса          , выходного

D₁

угла лопасти β_{2 л} и формы её профиля. 

Рис. 1. Стабильная напорная характеристика нагнетателя объемного типа