Описание установки
Экспериментальные исследования проводятся на лабораторной установке, представленной на рис. 12.2. Она состоит из бака 1, заполненного водой, центробежного насоса 2 с электродвигателем 3, ваттметра 4, всасывающего трубопровода 5, вентилей 6 и 11, вакуумметра 7, манометра 8, напорного трубопровода 9, расходомера турбинного 10 и вакуум-насоса 12 (рис. 12.2).
Во время проведения опытов в баке 1 с помощью вакуум-насоса 12 создается разрежение. Подача воды осуществляется насосом типа “КАМА-3”. Внутренний диаметр всасывающего и нагнетающего трубопроводов равен 0,018 м. Расход воды измеряется с помощью турбинного расходомера 10.
Проведение опытов и измерения
1. Проверяется герметичность всех соединений насосной установки. Полностью открывается вентиль 6 на всасывающем трубопроводе 5 (рис. 12.2).
Рис. 12.2. Схема установки для снятия кавитационной характеристики центробежного насоса
2. Полностью закрывается вентиль 11 и включается центробежный насос.
3. Частично открывается вентиль 11 и устанавливается заданный режим работы насоса по Q и H при n = const. На данном режиме работы насоса снимаются показания всех приборов и заносятся в табл. 12.2.
4. С целью снижения давления во всей системе насосной установки включается вакуум-насос 12.
5. Проводятся кавитационные испытания насоса в непрерывном режиме. Независимым параметром является давление во всасывающей линии P1B. Первоначально опытные данные снимаются через 0,2 кгс/см2, а затем, начиная с 0,8 через 0,02 кгс/см2.
6. Измерение параметров по всем приборам проводятся одновременно, после чего их значения заносятся в табл. 12.2.
При отсутствии кавитации, все основные параметры H, Q и N остаются постоянными (рис 12.1). Однако P1B в потоке воды на входе в насос возрастает, а, следовательно, P1абс уменьшается.
Как только P1абс достигает критического значения, возникает кавитация. При этом появляется характерный шум и вибрация насоса, основные параметры его резко снижаются.
7.
Снимаются опытные данные для 3-х точек
при кавитации.
Опыты заканчиваются при максимальном
значении разрежения
кгс/см2.
Вычисления и составление отчета
Для каждого опыта определяется:
напор насоса
,
м (12.10)
подача насоса
,
м3/с (12.11)
где V=V2-V1- объем воды, прошедший через расходомер за время =30с;
мощность потока жидкости
,
Вт (12.12)
мощность приводного двигателя
,
Вт (12.13)
к.п.д. насоса
(12.14)
2. Определяется абсолютное давление в потоке воды перед входом в насос
,
Па (12.15)
3. Находится средняя скорость потока воды во всасывающем патрубке насоса по формуле
,
м/с (12.16)
4.
Для каждого опыта вычисляется кавитационный
запас
по формуле
,
м (12.17)
Значение
,
необходимые для расчета, приведены в
табл. 12.1.
5.
По результатам вычислений строится
кавитационная характеристика насоса
H=H(
;
N=N(
;
Q=Q(
,
с помощью которой определяется первый
и второй
значения критического кавитационного
запаса.
6. Критический кавитационный запас также определяется по формуле С.С. Руднева.
7.
Определяется допустимый кавитационный
запас
по формуле (12.6)
Таблица 12.1
t,0C |
м вод. ст. |
t,0C |
м вод. ст. |
4 6 8 10 12 14 16 |
0,083 0,095 0,109 0,125 0,143 0,163 0,185 |
18 20 22 24 26 28 30 |
0,210 0,238 0,270 0,304 0,343 0,385 0,433 |
Все результаты измерений и вычислений заносятся в табл. 12.2
Таблица 12.2
N п/п |
Подача насоса
|
Напор насоса
|
Мощность |
К.п.д. насоса |
Абсолютное давление
|
Средняя скорость
|
Кавитационный запас
|
|||||
V, м3 |
Q, м3/с |
кгс/см2 |
кгс/см2 |
Н, м |
Nж, Вт |
Nэ, Вт |
N, Вт |
, % |
Р1абс, Па |
м/с |
, м |
|
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
В выводах по работе следует указать причины возникновения явления кавитации, дать анализ кавитационной характеристики насоса и пояснить методику определения допустимого кавитационного запаса.
Лабораторная работа № 13