Составление рабочих характеристик центробежного

Насоса

Цель работы:

- изучить устройство и принцип действия центробежного насоса;

- расчетным и экспериментальным путем определить производительность центробежного насоса;

- рассчитать основные технологические параметры работы насоса;

- установить зависимость производительности наcoca от напора при постоянной частоте вращения рабочего колеса насоса.

Приборы и инструменты: водосчетчик, секундомер,

манометры, линейка (рулетка)

Рекомендуемая литература: 5, 6, 9

Напор, создаваемый насосом, м

Методика проведения работы

1. Наполнить уравнительный бак водой до уровня, заданного преподавателем, и определить объем набранной воды.

2. Открыть полностью краны, установленные перед и после центробежного насоса.

3. Включить насос, при этом одновременно включить секундомер.

4. С помощью манометров определить давление воды.

5. При полном истечении воды из бака одновременно выключить насос и секундомер.

6. С помощью водосчетчика определить расход воды.

7. Вновь наполнить уравнительный бак водой до прежнего уровня.

8. Уменьшить производительность насоса путем поворота кранов на 30^о и повторить действия по п.4 и 5.

9. Аналогичные действия произвести при повороте крана на 60^о.

Все результаты измерений и расчетов занести в протокол № 1.

Протокол измерений и расчетов № 1

Угол поворо та кранов	Объем воды в баке, м^3	Длитель-ность перекачки воды, с	Производительность насоса (расход), м ^3 /с	Давление воды по манометру, Па
			расчетная	по водосчет- чику	до насоса	после насоса
0 ^о
30 ^о
60 ^о

 

Обработка полученных данных

Зная расчетную производительность насоса, следует определить скорость движения жидкости по следующей формуле:

По данным протокола расчетов следует построить график, харак-теризующий зависимость между производительностью насоса М (ось абсцисс) и создаваемым им напором Н (ось ординат).

где - скорость движения жидкости, м/с;

М - производительность насоса, м³/с;

f_TP - площадь сечения трубопровода, м²;

d - внутренний диаметр трубопровода м

Полный напор насоса равен:

где Н - напор, создаваемый насосом, м;

Рd - давление у выходного патрубка насоса, Па; P_s - давление у входного патрубка насоса, Па; р _ж - плотность жидкости, кг/м³;

3 _d - скорость жидкости в нагнетательном трубопроводе, м/с;

3 _s - скорость жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с;

Данные расчетов занести в протокол расчетов № 2

. Протокол № 2 расчетов

Угол поворота кранов	Производительность насоса (расчетная), м ^3 /с	Напор создаваемый насосом
0^0
30^0
60^0

 

По данным протокола расчетов следует построить график, характеризующий зависимость между производительностью насоса М (ось абсцисс) и создаваемым им напором (ось ординат).

Вопросы для самопроверки

1. Классификация насосов.

2. Принцип действия центробежного насоса.

3. Основные характеристики центробежных насосов.

Лабораторная работа № 5

Изучение конструкции и работы гомогенизатора

Цель работы:

- изучить устройство и принцип действия промышленного и лабораторного гомогенизаторов;

- определить геометрические и кинематические параметры лабораторного гомогенизатора;

- составить кинематическую схему лабораторного гомогенизатора;

- расчетным и экспериментальным путем определить технологические параметры работы лабораторного гомогенизатора.

Приборы и инструменты: манометр, секундомер, термометр, штангенциркуль, линейка (рулетка), мерная емкость

Рекомендуемая литература: 1, 5, 8, 9

Общие сведения

Гомогенизация применяется для раздробления жировой фазы (шариков), входящей в состав молока и жидких молочных продуктов, при этом жировой шарик обычного молока, имеющий диаметр до 18 мкм, уменьшается в размере в среднем до 1 мкм. Вследствие гомогенизации улучшается качество продукта, поскольку не происходит самопроизвольного отстаивания жира при его хранении. Консистенция продукта становится однородной, вследствие чего снижаются потери продукта на стенках тары, труб и аппаратов, увеличивается стойкость при его хранении. Кроме того, гомогенизированный продукт, имеющий мелкодисперсную жировую фазу, усваивается легче и полнее.

Кроме молока и сливок, гомогенизации подвергаются смеси мороженого. Для обработки более вязких продуктов, таких как сливочное масло и плавленые сыры, применяют гомогенизаторы-пластификаторы.

Принцип действия гомогенизаторов различен и основан на использовании центробежных сил, ультразвука и др., однако для обработки жидких молочных продуктов более эффективными являются гомогенизаторы клапанного типа.

Сущность процесса гомогенизации заключается в следующем. Продукт с помощью плунжерного насоса (Рис.3) нагнетается в сторону гомогенизирующего клапана 1, прижатого к седлу 3 регулировочным винтом 4 и пружиной 5.

Рис.3 Схема гомогенизирующего устройства для двухступенчатой гомогенизации

1 – клапан первой ступени, 2 – клапан второй ступени, 3 – седло клапана, 4 – пружина, 5 – регулировочный винт.

При достижении высокого давления 5 – 25 МПа, клапан 1 под напором молока отходит от седла 3, образуя узкую кольцевую щель. Жировые шарики, перемещаясь к ней, резко изменяют свою скорость движения, т.е. переходят из зоны относительно малых скоростей (в отверстии седла клапана) в зону высоких (в щели). Скорость движения потока увеличивается от нескольких метров в секунду до сотен метров в секунду. При этом, каждый из шариков, попадая в щель вследствие резкого возрастания скорости, вытягивается в каплю эллипсовидной формы, а затем в нить и дробится (отрывается) на отдельные более мелкие жировые частицы, размер которых зависит от давления.

На качество гомогенизации также влияет температура молока, которая должна быть выше точки плавления молочного жира, т.е. более 28-36^оС, но не более 65^оС, т.к. при повышении температуры снижается вязкость молока и увеличивается отстаивание жира.

Для повышения эффективности процесса обычно используют двухступенчатую гомогенизацию.