Описание лабораторной установки.

Лабораторная установка представлена на рис.10.1.

Рис.10.1. Схема лабораторной установки [13]

Насос 1 забирает воду из бассейна, устроенного под полом лаборатории, по всасывающему трубопроводу 2 и подает ее по напорному трубопроводу 3 в напорный бак 4. Из напорного бака 4 по трубе 5 вода поступает через головное устройство 11 гидравлического лотка 6 в лоток и по нему стекает обратно в бассейн.

В голове гидравлического лотка имеется мерный водослив треугольной формы – водослив Томсона, с помощью которого можно определить расход воды по величине напора на водосливе (по толщине переливающегося слоя воды). Измерив напор на водосливе по водомерному стеклу 10, «ноль» шкалы которого соответствует вершине треугольного водослива, по тарировочной кривой (рис. 10.2) определяют расход, соответствующий этому напору.

Для измерения давления на всасывающем трубопроводе перед входом в насос установлен вакуумметр 7, а на выходе из насоса – в начале напорного трубопровода – установлен манометр 8 для измерения .

Изменение режима работы насоса в процессе его испытания производится путем изменения сопротивления напорного трубопровода, имеющего крупное местное сопротивление в виде регулировочной задвижки 9.

Рис.10.2. Тарировочная кривая водослива Томсона:

1 – для больших расходов, отсчитываемых по верхней шкале;

2 – для небольших расходов, отсчитываемых по нижней шкале [13]

4. Порядок проведения опытов.

Пуск насоса производится при полностью закрытой задвижке 9. При этом режиме работы насоса снимаются показания всех приборов. Путем постепенного увеличения степени открытия задвижки устанавливают еще несколько режимов, снимая для каждого режима показания вакуумметра, манометра, амперметра, вольтметра и напора воды на мерном водосливе.

Следует обратить особое внимание на правильность измерения расхода. Для этого, чтобы через мерный водослив проходил действительно подаваемый насосом расход, необходимо в каждом опыте добиться установившегося движения в системе: маневрировать задвижкой на трубе 5 до тех пор, пока уровень воды в напорном баке 4 не займет постоянное, не меняющееся в течение опыта, положение. Это будет означать, что приток и отток из бака по трубе 5 в голову водослива одинаковы.

Контроль за уровнем воды в баке осуществляется с помощью водомерного стекла.

Опытные данные записываются в табл. 10.1.

5. Обработка экспериментальных данных.

При записи в табл. 10.2 скорость во всасывающей и напорной трубах находят из известной формулы расхода:

,

где – средняя скорость потока; – живое сечение потока.

Полный напор насоса определяется по формуле

,

где – вакуумметрическая высота всасывания, т. е. показание вакуумметра , выраженное высотой столба перекачиваемой жидкости; – манометрическая высота, т. е. показание манометра , выраженное высотой столба перекачиваемой жидкости; – расстояние по вертикали между центрами измерительных приборов, принимаемое со знаком «плюс», если манометр расположен выше вакуумметра, и со знаком «минус» при обратном расположении приборов; – средние скорости потока жидкости в нагнетательной и всасывающей трубах.

Полезная мощность насоса, т.е. полезная работа, производимая насосом по подъему и перемещению жидкости в количестве , равна:

кВт.

Затрачиваемая насосом мощность, т. е. мощность, подведенная от электродвигателя к валу насоса, равна:

кВт,

где – мощность, потребляемая электродвигателем; – сила тока, А; – напряжение в сети, В; 1000 – коэффициент перевода; – к.п.д. электродвигателя.

Коэффициент полезного действия насоса есть отношение полезной мощности насоса к мощности, подведенной к валу насоса:

.

После заполнения таблицы обработки опытных данных (табл.10.2) изображают на рисунке рабочие характеристики насоса в виде графических зависимостей:

, и ,

имеющих общую ось абсцисс, по которой откладывается подача насоса .

Масштабы следует выбрать наиболее крупные, но так, чтобы характеристики по возможности располагались без пересечения – одна под другой.

С помощью главной характеристики насоса можно определить подачу данного насоса, работающего в любых других условиях. Для этого необходимо построить характеристику проектируемого трубопровода:

,

где – геометрическая высота подъема жидкости; – потери во всасывающей и напорной линиях при полностью открытой задвижке ( ); – давления на концах трубопровода.

Задаваясь значениями расхода (в пределах подачи насоса), вычисляют значения и строят кривую , которую совмещают с главной характеристикой насоса . Точка пересечения этих двух характеристик покажет величину наибольшей подачи насоса при работе на рассчитываемый трубопровод.

6. Форма отчета.

Таблица 10.1 – Регистрация опытных данных [13]

Таблица 10.2 – Обработка опытных данных [13]

№ опыта	Скорость в нагнетательной трубе, м/с	Скорость во всасывающей трубе, м/с		Полный напор, м	Полезная мощность, Вт	Затраченная мощность, Вт	к.п.д.

7. Контрольные вопросы:

1. Перечислить параметры, характеризующие работу насоса. Что называют главной характеристикой центробежного насоса?

2. Что называется напором насоса? Каков его энергетический смысл? Единицы измерения?

3. Записать выражение для определения напора насоса по показаниям приборов.

4. Записать выражение для определения потребного напора насоса.

5. Записать формулы для определения полезной и затраченной мощности насоса.

6. Как определить к.п.д. насоса? Постоянен ли он при работе насоса?

7. Как определить подачу насоса?

8. Объяснить характер изменения показаний манометра.

9. Объяснить характер изменения показаний вакуумметра.

10. На что затрачивается вакуум? Построить пьезометрическую линию для всасывающей трубы.

11. На что затрачивается манометрическое давление? Построить пьезометрическую линию вдоль напорной трубы.

12. Какие факторы влияют на режим работы насоса?

13. Найти по рабочим характеристикам оптимальный режим работы насоса.

14. Показать на графике зону рекомендуемых режимов работы насоса.

15. Пересчитать главную характеристику насоса на другое число оборотов и построить новую характеристику насоса при .

16. Назвать основные части насоса и их назначение.

17. Объяснить принцип действия насоса.

18. Какова роль предохранительной сетки и клапана?

19. Как осуществляется смазка трущихся поверхностей в насосе?

20. От чего зависит высота установки насоса над уровнем воды в питающем резервуаре?

21. Каков принцип регулирования подачи центробежного насоса? Можно ли установить регулировочную задвижку на всасывающей трубе?

22. Почему диаметр всасывающего патрубка насоса больше, чем нагнетательного?

Лабораторная работа № 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

И ОБЪЕМНОГО К.П.Д. РОТОРНЫХ НАСОСОВ

1. Краткое описание работы, ее цель.

Целью данной работы является:

а) ознакомление с конструкцией насосов, применяемых в гидравлических системах машин, станков, механизмов;

в) сравнение теоретической производительности с фактической подачей насоса при расчетном давлении (по паспорту насоса) и определение объемного к.п.д. насоса.

2. Основные вопросы теории по теме работы.

Объемные насосы, принцип действия, общие свойства и классификация. Классификация роторных насосов, общие свойства и область применения. Устройство и особенности роторных насосов различных типов: шестеренных, винтовых, пластинчатых, роторно-поршневых. Определение рабочих объемов. Подача и ее равномерность. Характеристики насосов. Регулирование подачи.

Литература: [2, с.154-272, 275-358], [9, с.150-172, 222-238], [10, с.37-87, 116-142], [11, с.94-153]