Содержание работы

1. Изучить раздел 2.1 методических указаний.

2. Изучить конструкцию центробежных насосов по рисункам, предложенным преподавателем, с выполнением их классификации по конструктивным признакам (раздел 1.1.3).

3. Изучить конструкцию центробежных насосов по натурным образцам, предложенным преподавателем, с выполнением их классификации насосов по конструктивным признакам.

4. Ответить на контрольные вопросы.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Для каждого изученного насоса дать развернутую классификационную характеристику.

Контрольные вопросы

1. Дать в соответствии с маркировкой техническую характеристику насосов марки ЦНС 180-1422; 1,5К6.

2. Дать в соответствии с маркировкой конструктивную характеристику насосам марки ЦНС 180-1422; 1,5К6.

Практическое занятие № 3

Пересчет характеристики центробежных насосов для вязких жидкостей

Характеристики центробежных насосов, рассчитанных и предназначенных для перекачки воды, при работе на нефти, имеющей отличную от воды вязкость, существенно изменяются. В результате увеличения сопротивления на трение в проточной части насоса уменьшаются подача, напор и к. п. д., а потребляемая мощность увеличивается. Характер кривых H, N и η нарушается вследствие изменения коэффициента трения, являющегося функцией числа Рейнольдса R_е.

В настоящее время существует много способов пересчета характеристики центробежного насоса с воды на нефть. Пересчет характеристики производится при помощи поправочных коэффициентов к характеристике насоса, полученной при перекачке воды.

Рассмотрим метод пересчета, предложенный М. Д. Айзенштейном. На рис. 1 приводятся графики, построенные М. Д. Айзенштейном, на основании обобщения данных испытаний на воде и вязких жидкостях центробежных насосов различных быстроходностей. На этих графиках по оси ординат отложены: коэффициент напора К_н для определения зависимости между напором при перекачке воды Н_вода и вязкой жидкости Н_нефть; коэффициент подачи К_Q, устанавливающий зависимость между подачей насоса на воде Q_вода и вязкой жидкости Q_нефть и коэффициент пересчета к. п. д. К_η насоса с воды η_вода на вязкую жидкость η_нефть. За ось абсцисс принят параметр Рейнольдса, записанный в виде

,

где Q_опт – оптимальная подача насоса; ν – кинематическая вязкость; D_экв – эквивалентный диаметр колеса, определяемый по формуле

,

где b₂ – ширина канала колеса на внешнем диаметре D₂; k – коэффициент стеснения потока лопатками на выходе.

,

где t₂ – шаг лопаток; S₂ – толщина лопатки на внешней окружности колеса.

Построение характеристики для вязкой жидкости по характеристике насоса, полученной опытным путем на воде, производится на основании следующих предпосылок:

1) при неизменном числе оборотов колеса n для жидкостей, обладающих различной вязкостью, подача и напор насоса изменяются так, что коэффициент быстроходности n_s остается постоянным;

2) коэффициенты К_н, К_Q и К_η, полученные по графику (рис. 1) в диапазоне от Q = 0,8·Q_норм до Q = 1,2·Q_норм неизменны;

3) напор Н₀ при Q = 0, остается неизменным для жидкостей любой вязкости.

Рисунок 1 – График коэффициентов пересчета характеристик центробежных насосов с воды на вязкие жидкости.

К_н – коэффициент пересчета напора Н; К_Q – коэффициент пересчета подачи Q; К_η – коэффициент пересчета к. п. д. η.

На рис. 1 даны значения коэффициентов К_н, К_Q и К_η в зависимости от числа Рейнольдса, откуда получим

Из рассмотрения кривых коэффициентов К_н и К_Q видно, что для R_е > 7·10³ величина коэффициентов К_н и К_Q мало отличается от единицы, т. е. увеличение гидравлических потерь при пересчете с воды на нефть незначительно.

Коэффициент К_η изменяется довольно значительно, что объясняется увеличением потерь на дисковое трение. Для потока жидкости режима R_е < 7·10³ гидравлические потери существенно возрастают и заметно влияют на снижение к. п. д. центробежного насоса.

Определив значения Q_нефть, Н_нефть и η_нефть, можно вычислить мощность, потребляемую насосом