5. Определение расчетной производительности землесоса

Работа землесоса складывается из двух параллельно протекающих процессов: забора грунта со дна водоема и отвода грунта к месту его отвала. В связи с этим различают производительность по грунтоотводу Q_г и производительность в грунтозаборе Q_з. Интенсивность грунтозабора определяется следующими факторами: родом грунта, заглублением приемника всасывающей трубы в грунт и скоростью рабочих перемещений землесоса. Движение гидросмеси по грунтовому тракту испытывает влияние рода грунта, длин и диаметров всасывающего и напорного трубопроводов, конструкции грунтового насоса и частоты вращения его рабочего колеса.

Расчетная (наибольшая возможная) производительность землесоса по грунтоотводу Q_г устанавливается путем рассмотрения совместной работы насоса, напорного и всасывающего грунтопроводов для указанных в задании длины плавучего трубопровода и частоты вращения рабочего колеса насоса. Определение расчетной производительности Q_г составляет содержание данного раздела проекта, а назначение соответствующих параметров грунтозабора рассматривается в следующем разделе.

5.1. Построение контрольных графиков по данным натурных испытаний землесоса

При натуральных испытаниях землесосов, которые проводятся на воде, определяются следующие величины: эффективная мощность N и частота вращения вала двигателя n, подача насоса Q, напор, затрачиваемый в напорном трубопроводе Н_н, и напор, затрачиваемый во всасывающем трубопроводе Н_вс.

Испытания землесосов проводят обычно при 3-4 различных частотах вращения вала двигателя и при 3-4 длинах напорного трубопровода L.

По этим данным строятся контрольные графики: Q=f₁(n), , , где Н=Н_н+Н_вс+h_шк – полный напор, развиваемый насосом (h_шк – превышение шкалы манометра над осью насоса – указано в задании). При этом принят следующий порядок построений. Значение подачи, измеренные при определенной длине трубопровода L, наносят на график в функции чисел оборотов: Q=f₁(n). Через центр тяжести точек и начало координат проводят прямую. Такие же прямые строят для других длин трубопроводов. Далее, аналогичным путем строят линейные графики и , (рис. 6).

Для построения используются данные испытаний землесосов, которые представляются в табличной форме (табл.6).

Контрольные графики Q=f₁(n), и строятся на отдельных форматах стандартного размера.

Таблица 6

Данные для построения контрольных графиков

L, м	n, 1/мин	Q, м3/ч	Н, м	, м1/2	N, л.с.	(л.с.)1/3
L1
L2
L3

Рис. 6. Контрольные графики:

а) Q=f₁(n), б) , в)

5.2. Построение рабочей и кавитационной характеристик насоса на воде

Совокупность связей H=H(Q, n), N=N(Q, n), η=η(Q, n) называется рабочей характеристикой насоса. Здесь η представляет к.п.д. насоса, значения которого определяют по формуле:

. (12)

Рабочая характеристика насоса строится для трех значений частоты вращения рабочего колеса по указанию преподавателя, но обязательно для расчетного n₀, указанного в задании.

Построение характеристик насоса ведут при помощи контрольных графиков путем попарного использования последних. Пара функций Q=f₁ (n) и позволяет построить семейство кривых H=H (Q, n) и пара функций Q=f₁(n) и – семейство кривых N=N(Q, n). Результаты расчетов сводятся в табл. 7.

Кавитационная характеристика насоса Н_{вак.пред}=f(Q) строится по данным натуральных испытаний землесоса (табл. 8).

При работе насоса на воде его рабочая и кавитационная характеристики дают все сведения, которые могут понадобиться при эксплуатации насоса в различных условиях.

По данным табл. 7 и 8 строятся рабочая и кавитационная характеристики насоса (рис. 7).

Таблица 7

Данные для построения рабочей характеристики насоса

n, 1/мин	L, м	Q, м3/ч	, м1/2	Н, м	, (л.с.)1/3	N, л.с.
n1	L1 L2 L3
n0	L1 L2 L3
n2	L1 L2 L3

Таблица 8

Данные для построения кавитационной характеристики

насоса на воде

Q, м3/ч
Н вак.пр, м