Паралельна робота відцентрованих насосів на мережу

Мета роботи — дослідження режимів роботи двох паралельно ввімкне­них насосів у гідравлічну мережу із заданими геометричними параметра­ми і

2.1.Загальні положення.

Залежність двох основних параметрів. вказує на те, що в різних умовах напір 1 подача відцентрового насоси можуть бути різними. Ці умови задає гідравлічна мережа, на яку працює насос за­гальному випадку характеристика мережі має вигляд

(2.1)

де - напір на початку мережі, тобто той напір, під дією якого здійснюється рух рідини з витратою Q;

- статична висота ( - різниця геометричних позначок рівня рідини у резервуарах (рис. 2.1);

і - тиски у цих резервуарах);

-опір гідравлічної мережі,с²/м⁵

(2.2)

Де - коефіцієнт Дарсі;

- довжина, діаметр трубопроводу і площа перерізу;

- сума коефіцієнтів втрат місцевих опорів,які розташовані на трубопроводі.

Добуток дорівнює втратам напору у мережі. Вигляд характеристики мережі (2.1) вказує на те, що вона є параболою, яка починається у точці . Маючи характеристику мережі, завжди можна визначити, який напір треба створити для забезпечення заданої витрати . Зважаючи на те, що цей напір створює насос, стає можливим визначити його параметри. Отже, напір і подача насоса завжди дорівнюють напору і витраті у мережі. Тому для визначення цих параметрів достатньо знайти цільну точку напірної характеристики насоса і характеристики мережі. Ця точка, (т. А) зветься робочою і визначається здебільш графічно.

У тих випадках коли один відцентровий насос не може забезпечити потрібних параметрів у мережі, застосовується спільна робота декількох насосів. Існують дві принципові схеми включення насосів при їх спільній роботі: послідовне і паралельне включення.

Послідовне включення (рис.2.2.а) застосовується у тих випадках, коли виникає потреба збільшити напір у мережі, а паралельне (рис.2.2, б) - для збільшення подачі. Схема паралельного з'єднання широко застосовуються в енергетичних установках. Наприклад, кожний конденсатор парової турбіни обслуговуєтеся двома паралельно включеними конденсатними насосами.

 

 

Рис. 2.1. Принципова схема підключення насоса

 

Насоси 1 і 2 можуть бути як однаковими, так і різним., тобто мати папірні характеристики, що відрізняються. Розглянемо обидва випадки. На рис. 2.3 показана напірна характеристика насоса 1, оскільки насоси однакові, то зона співпадає з характеристикою насоса 2. Характеристику спільної роботи отримують шляхом графічного складання характеристик насосів за подачами при однакових значеннях напору, тобто у даному випадку подвоєнням абсцис.

На рис.2.4 показаний графік паралельної роботи двох різних насосів (такий випадок може виникнути при однакових наносах, коли їх ха­рактеристики за якихось причин мають розбіжності). Крива 1+2 отримується графічним складанням аналогічно попередньому. Конкретні значення робочих параметрів насосів можна визначити, який побудувати характеристику мережі, на яку працюють насоси. Точка А на рис 2.5 є робочою, тому загальна витрата у мережі ( і подачі насосів 1 і 2 при їх спільній роботі),- а напір тобто при паралельній роботі навіть різних насосів їх напори однакові.

 

 

Рис. 2.2. Схема підключення відцентрових насосів:

а - послідовне, б – паралельне

Рис. 2.3. Побудова характеристик двох однакових відцентрових насосів при паралельному підключенні

 

Рис.2.4. Побудова характеристик двох різних відцентро­вих насосів при паралельному підключенні.

У випадку послідовного підключення двох насосів їх спільна ха­рактеристика (рис.2.5) може бути отримана шляхом складання характеристик по осі координат.

 

2.2. Опис експериментального стенда

Роботу виконують на стенді, схема якого зображена на рис.2.б.

Установка складається з двох. паралельно ввімкнених відцентрових насосів 1 і що нагнітають воду із нижнього герметичного бака 2 через колектор 5 і нагнітальну магістраль 6 у напірний бак 8, з якого злитною магістраллю 9 вода повертається у резервуар 2. На виході з насосі встановлені запірні вентилі 3, що дозволяють відключати їх від нагнітальної лінії. Вентиль 4 - регулюючий, прикриваючи або закриваючи котрий змінюють подачу насоса (або насосів) при проведенні випробувань. Подачу вимірюють за допомогою діафрагми 7, до,якої підключено П – подібний дифманометр 10. Тиск нагнітання вимірюють манометром М.

 

Рис. 2.5. Графік роботи на мережу двох різних відцентрових насосів при паральному підключенні.

2.3. Порядок проведення роботи

2.3.1. Перевіряють положення вентилів 3 і 4. Вентиль 3 насоса,який підлягає, випробуванню, повинен бути відкритим, а вентиль 4 – закритим.

2.3.2. Вмикають той насос, який підлягає випробуванню. При цьому перепад на дифманометрі витрата в мережі .

2.3.3. Повністю відкривають вентиль 4. При цьому показання манометра , а дифманометра

2.3.4, Величину розділяють на чотири приблизно рівних інтервали і прикриваючи вентиль 4, визначають показання приладів на цих режимах Результати заносять у таблицю спостережень (табл.2.1)

Після завершення випробувань першого насоса його вентиль закривають і- відкривають вентиль другого насоса. Повторюють досліди і заносять їх результати, продовжуючи табл.2.1.

Рис.2.6. Принципова схема експериментального стенда при паралельному підключенні двох відцентрових насосів

Для визначення точок напірної характеристики спільної роботи необхідно:

- повністю відкрити вентилі 3 обох насосів;

- закрити вентиль 4 і записати тиск нагнітання;

- повністю відкрити вентиль 4, записати тиск нагнітання і перепад за дифманометром;

- величину розділяють на чотири приблизно рівних інтервали 1, прикриваючи вентиль 4, визначають показання приладів у цих режимах.

Результати, заносять у таблицю спостережень (у роботі їх повинно бути три).

 

 

…

 

УВАГА! Експериментальний стенд має деякі особливості, які слід враховувати при проведенні дослідів і їх обробки. Головні з них такі:

1. При випробуванні спільної роботи насосів (у момент відкриття вентиля 4) необхідно стежити за перепадом на дифманометрі – перепад не може бути більшим за максимально можливий, тобто вода не повинна переливатися з одного коліна дифманометра в інше.

2. Оскільки вода перекачується замкнутою мережею, то статична висота дорівнює нулю,і рівняння характеристики такої мережі має вигляд

(2.3)

3. У насосів, що випробовуються, діаметри вхідного і вихідного патрубків однакові. Тому

і (2.4)

4. Втратами напору в лініях, де встановлені вентилі 3, можна нехтувати, оскільки вони значно менші за втрати в основній магістралі 6.

2.4 Обробка результатів дослідів

2.4.1. Для кожного насоса і для спільної їх роботи розраховують таблицю залежності напору від подачі. При цьому напір визначають за (2.4), а подачу так;

Значення і у наведені у таблицях стендів.

2.5 Подання результатів роботи

2.5.1. За даними розрахованих таблиць креслять напірні характеристики кожного насоса 1 дослідну напірну характеристику їх спільної роботи.

2.5.2. Шляхом графічного складання напірних характеристик за по­дачами отримують характеристику спільної роботи насосів і порівнюють її з дослідною.

2.5.3. Розраховують коефіцієнт опору основної ділянки мережі

де і наведені у табличці стенда;

- коефіцієнти втрат у вентилі 1 діафрагмі (наведені у табличці стенда). Коефіцієнт Дарсі визначають за формулою Альтшуля

Де - 0,5 мм - еквівалентна шорсткість труби.

Де - середня швидкість, ;

- кінематична в'явкість, ;

Q_max- максимальна подача двох паралельно працюючих насосів, м³/с;

t - температура води, °С.

Визначивши розраховують табличку залежності напору в мережі від витрати у її інтервалах від нуля до і за даними цієї таблички креслять характеристику основної-ділянки напірної мережі.

2.5.4. Користуючись дослідними напірними характеристиками і роз­рахованою характеристикою мережі, визначають робочу точку параметри насосів при їх паралельній роботі, а також параметри кожного насоса, працюючого самостійно. Аналізують отримані результати і роблять вис­новки.

 

Контрольні запитання

1.Які способи підключення насосів вам відомі з якою метою вони використовуються?

2.Покажіть на графіку, як будується спільна характеристика паралельно (послідовно) підключених насосів.

3.Що розуміють під характеристикою мережі. На що витрачається напір, який отримує рідина в насосі?

4.Що розуміють під статичною висотою? Чому для дослідного стенда вона дорівнює нулю?

5.Чи, змінюються подача насоса, коли паралельно до нього підключають другий насос? Як змінюється (якщо змінюється) при цьому напір у мережі?

6. Що розуміють лід числом Рейноладса і коефіцієнтом Дарсі?

7. Що розуміють підробочою точкою і що треба знати для II визначення?

 

Лабораторна робота № 9