Материалы, использованные в процессе обучения

Материалы к лекциям

План лекции

Лекция 1

1. Факторы, влияющие на эффект снижения гидравлического сопротивления при применении противотурбулентных присадок.

2. Расчет оптимальных концентраций антитурбулентных присадок для увеличения объема перекачки по трубопроводам.

 

Задания для лабораторных работ

Лабораторная работа №5

«Последовательная работа нагнетателей»

Цель работы.

- изучение совместной последовательной работы нагнетателей.

 

Общие сведения.

Довольно часто возникает ситуация, когда напора, развиваемого одним нагнетателем недостаточно для реализации искомых целей. Например, требуется обеспечить расход в сети 1 м³/с с напором 50 м (рис. 7.2). Как видно на рисунке, данная точка не удовлетворяет характеристике насоса, т.к. насос при таком расходе способен создать лишь напор Н_Н.

Геометрический смысл уравнения Бернулли для насоса, создаваемого напор представлен на рисунке 7.3.Никакое регулирование самой характеристики (кроме увеличения частоты вращения рабочего колеса) не приведёт к желаемому результату, а увеличить частоту вращения рабочего колеса сложно по техническим причинам.

 

 

 

 

 

Увеличить напор можно при последовательном соединении нагнетателей.

Жидкость, выбрасываемую напорным патрубком одного насоса, подают во всасывающий патрубок другого (см. рис 7.4).

 

 

Рис. 7.4. Геометрический смысл уравнения Бернулли для двух последовательно соединенных насосов.

 

При этом во второй насос жидкость приходит уже с некоторым напором h_всасН2. Второй нагнетатель добавляет свой напор Н_Н2 и на выходе из второго насоса образуется напор Н_Σ , являющийся результатом суммарной работы двух нагнетателей.

В такой обвязке первый насос называется подпорным.

На графиках в системе Н-Q получение характеристики суммарной последовательной работы нагнетателей производиться при построении в одинаковом масштабе напорных характеристик обоих насосов (на рис. 7.5. приведен пример для нагнетателей с различными характеристиками).

 

 

Затем производиться суммирование напоров при каждом конкретном значении расхода (см. рис. 7.6).

 

 

 

 

Дальнейшее регулирование суммарной характеристики нагнетателей производиться уже известными методами: дросселирование, байпасирование, обточка рабочих колес.

 

 

Описание лабораторного стенда.

Определение суммарной характеристики при их совместной последовательной работе и построение рабочей (режимной) точки производится на лабораторном стенде, изображенном на рис. 7.7.

Насосы Н-1 и Н-3 имеют установленные манометры на всасывающих и напорных патрубках. Кран К8 используется для изменения подачи в системе, которая определяется с помощью расходомера Р2 и секундомера. Порядок следования жидкости следующий: из бака через вентиль В1 подаётся в насос Н-1, далее через кран К4 подается в насос Н-3 (кран К6 нужно закрыть), далее по трубопроводу через разветвленный участок (ограниченный манометрами М10 и М11) и расходомер Р2 возвращается в бак.

Порядок проведения испытаний

1. Проверить достаточность уровней воды в баке.

2. Открыть вентиль В1 и краны К2, К5, К8, К9, К12, К14, К17. Остальные закрыть.

3. Нажатием кнопки "пуск" на приборном щите запустить насос Н-1.

4. Выждав 20-30 секунд, запустить насос Н-3.

5. Произвести замер показаний расходомера Р2 и манометров М7, М10 и М11.

6. Изменяя степень открытия крана К8 от максимального до 0, снимать показания расходомера Р2 и манометров М7, М10 и М11. Занести их показания в таблицу.

7. Выключить насосы, перекрыть все краны и вентили.

 

№ опыта	РΣ, МПа	Рвх. сеть, МПа	Рвых. сети, МПа	V, м^3	t, с	Q, м^3/с	HΣ, м	Hсети, м
1…5

Оформление отчета.

Отчет должен содержать:

- номер лабораторной работы, её название;

- цель работы;

- основные расчетные формулы;

- протокол испытаний - пример расчета параметров;

- график суммарной напорной (H_Σ-Q) характеристики центробежных нагнетателей;

- график характеристики сети (H_сети-Q).

 

Лабораторная работа №6

«Параллельная работа нагнетателей»

Цель работы.

- изучение совместной работы параллельно подключенных нагнетателей.

 

Основные сведения.

Довольно часто возникает ситуация, когда подачи, развиваемой одним нагнетателем недостаточно для реализации искомых целей. Например, требуется обеспечить расход в сети 3 м³/с с напором 20 м (рис.7.8). Как видно на рисунке, данная точка не удовлетворяет характеристике насоса, т.к. насос при таком напоре способен создать лишь расход Qн.

Для обеспечения большей подачи используют параллельное соединение нагнетателей (рис.7.9)

Рис.7.8. Несовпадение искомой точки с характеристиками

 

Рис.7.9. Параллельная обвязка насосов

Обязательным условием параллельного соединения является равенство напоров, развиваемых нагнетателями, т.е. Н₁=Н₂. В случае, если напор одного насоса окажется больше напора другого (при высоком сопротивлении последующего участка сети либо при работе насосов на приоткрытую задвижку), возможно возникновение эффекта придавливания одного потока жидкости - другим.

На графиках в системе Н-Q получение суммарной характеристики параллельной работы нагнетателей производится при построении в одинаковом масштабе напорных характеристик обоих насосов (на рис.7.10 приведен пример для нагнетателей с одинаковыми характеристиками) и суммировании создаваемых расходов при каждом конкретном значении напора.

Н,м

 

Рис.7.10. Построение суммарной характеристики параллельно обвязанных насосов

 

Для нагнетателей с различными характеристиками суммирование производится аналогичным образом, однако суммарная характеристика на отрезке АВ будет совпадать с характеристикой насоса, создающего больший напор (рис.7.11).

 

 

Рис.7.11. Построение суммарной характеристики параллельно обвязанных насосов с различными характеристиками

 

Дальнейшее регулирование суммарной характеристики нагнетателей производится уже известными методами: дросселирование, байпассирование, обточка рабочих колес и т.д.