Энергетические испытания центробежного насоса

Ц е л ь: знакомство с конструкцией и проведение энергетических испытаний центробежного насоса.

Общие сведения

В состав энергетических испытаний центробежных насосов находит получение опытных зависимостей напора Н, мощности N и КПД насоса от его подачи Q при фиксированной частоте вращения вала n.

Напор насоса (или полная удельная энергия, сообщаемая насосом единице веса перекачиваемой им жидкости в единицу времени) представляет собой разность полных напоров в поперечных сечениях выходного и входного патрубков

, (5.1)

и выражается в метрах столба перекачиваемой жидкости. Здесь -плотность жидкости. При этом полезная мощность насоса (или мощность потока жидкости на выходе из него) находится по выражению

(5.2)

Мощность насоса, подведенная к его валу, определяется по зависимости

(5..3)

где и - крутящий момент, приложенный к валу, и его угловая скорость.

Отношение этих мощностей представляет собой полный КПД насоса

(5.4)

Конструкция насоса и установка для его испытаний

Испытуемая машина (рис.5.1) представляет собой наиболее распространенную конструктивную схему одноступенчатых насосов кон сольного типа с односторонним входом.

Основные элементы насоса: крышка корпуса 1, выполненная заодно со всасывающим патрубком; корпус 2, выполненный заодно со спиральным отводом, выходным диффузорным патрубком и корпусом. сальника; рабочее колесо 3, закрепленное с помощью гайки 4 на валу 9, опорами которого служат подшипники 11 и 12, установленные в опорной стойке 10.

Во фланцах входного и выходного патрубков имеются закрытые пробками 5 сверления для подключения манометров. Необходимая герметизация вала при выходе из корпуса обеспечивается с помощью сальникового уплотнения, состоящего из сальниковой набивки 7, кольца гидрозатвора 6 и крышки 8.

Жидкость, поступающая под давлением по каналу в корпус к гид-розатвору, охлаждает сальник и препятствует подсасыванию воздуха по валу насоса в его внутреннюю полость и на вход в рабочее колесо через разгрузочные отверстия в основном диске. Последние предназначены для частичной разгрузки ротора (колеса с валом) от осевого усилия.

Переднее и заднее щелевые уплотнения рабочего колеса обеспечиваются с помощью сменных колец 13 и 14, устанавливаемых на рабочем колесе в передней крышке и корпусе насоса. В верхней его части имеется закрытое пробкой 15 отверстие, предназначенное для заливки насоса перекачиваемой жидкостью перед пуском.

При вращении вала с рабочим колесом находящаяся в его межлопаточных каналах жидкость, благодаря динамическому взаимодействию с лопастями колеса и центробежным силам, перемещается от его центральной частя к периферии и поступает в спиральный отвод, а затем через выходной патрубок - в напорный трубопровод. Давление на входе в рабочее колесо при этом понижается, что создает условия для поступления жидкости из всасывающего трубопровода в насос.

Стенд для энергетических испытаний (рис 5.2) состоит из центробежного насоса 1 с электродвигателем 2, трубопроводов, арматуры и измерительных приборов. При работе стенда вода из бассейна 3 по всасывающему трубопроводу 5 поступает в насос 1, который подает ее в напорный трубопровод 6 и далее в бак 4, откуда она снова сливается в бассейн 3.

В процессе испытаний подачу насоса регулируют изменением степени открытия задвижки 8. Вентиль 9 и бачок-расширитель 7 нужны при кавитационных испытаниях насоса. Кран 10 служит для выпуска воздуха из всасывающего тракта при его заполнении водой. Чтобы при этом она не уходила в бассейн 3, в приемном фильтре 17 установлен обратный клапан 17, пропускающий поток жидкости только в одном направлении - к насосу.

Давление нагнетания измеряется манометром 14, а разрежение на всасывании – вакуумметром 15. Измерение подачи насоса осуществляется с помощью расходомерной шайбы 11, снабженной электрогидравлическим дифференциальным манометром 12. Манометр 14, вакуумметр 15 и вторичный прибор 13. электрогидравлического дифманометра смонтированы на едином щите.

Для нахождения крутящего момента М на приводном валу насоса применяется балансирный электродвигатель, статор которого установлен в подшипниковых опорах неподвижных стоек и имеет возможность свободно вращаться вокруг своей оси. Чтобы этого не происходило, в его нижней части прикреплен такой груз, при котором статор может только поворачиваться на угол = 90° в зависимости от величины действующего на статор реактивного момента, равного, но противоположного по знаку, моменту на валу электродвигателя. Поэтому значение М определяется по шкале 16, укрепленной на статоре и поворачивающейся вместе с ним. Число оборотов вала измеряется механическим тахометром.