Кавітаційні випробування відцентрованого насоса

І. Мета роботи

1. Експериментально зняти зривну кавітаційну характеристику відцентрового насоса Н = ƒ (Δh).

2. Визначити величину критичного кавітаційного запасу Δh_КР

3. Визначити допустимий кавітаційний запас Δh_ДОП і вакуумметричну висоту

всмоктування Н

 

ІІ. Основні відомості про стенд для кавітаційних випробувань відцентрових

насосів

1. Схема стенда наведена на рис 6.1. В лабораторній роботі № 6 приведені

технічні параметри насоса і електродвигуна.

 

ІІІ. Основні визначення та співвідношення

Кавітація-це порушення суцільності потоку рідини (закіпання рідини) внаслідок зниження в ньому статичного тиску нище тиску насичених парів рідини.

Кавітація в насосі виникає тоді, коли перед насосом зменшують кавітаційний запас .

Кавітаційний запас насоса – це перевищення повного напору на вході в насос над п’єзометричним напором, що відповідає тиску насиченої пари перекачуваної рідини ().

При зменшенні кавітаційного запасу мінімальний тиск у потоці буде наближатися до значення Р_НП.

При певній величині ці тиски зрівнюються і в насосі розпочнеться кавітація. Кавітаційний запас, при якому це станеться, називається критичним.

1. Критичним кавітаційним запасом Δh_КР називають кавітаційний запас Δh,

при якому згідно держстандарту (ГОСТ 6134-71) відбулося зниження напору

(Н) насоса на 2%. Визначають величину Δh_КР за експериментально графічною залежністю Н = ƒ (Δh) при Q = const і n = const

Кавітаційний запас насоса в робочому режимі

Δh = (Р_А - Р_ПР) / γ + V² / 2 g – Н_ВАК, (7.1)

де Р_А / γ = Р_БАР 10/735 = м,

Р_БАР = мм рт.ст.;

Р_ПР – тиск насичених парів рідини

 

Таблиця 7.1- Залежність тиску насичених парів рідини від температури води

Температура води, ^оС
Тиск насичених парів, м	0,12	0,24	0,43	0.75	1,25	2,02	3,17	4,82	7,14	10.33

Рис.7.1- Дослідна кавітаційна характеристика

 

Р_ПР / γ = 0,24 м при температурі води t = 20⁰ С (Р_ПР – ƒ(t); γ – питома вага

рідини);

V – швидкість води у всмоктувальному трубопроводі перед насосом,

м/с;

g – прискорення вільного падіння, м/с²; Н_ВАК– вакуумметрична висота

всмоктування, м

Н_ВАК =Р_В / γ – У_В = Р_В (кгс/см²)·10 - У_В (7.2)

2. Допустимий кавітацій Δh_ДОП згідно держстандарту підраховують за

формулою Δh_ДОП = а·К_Ш ·К_Р ·Δh_КР

де а – коефіцієнт, що залежить від величини Δh_КР і приведений в табл. 7.2.,

а =; К_Ш - коефіцієнт, що залежить від швидкохідності насоса і вибирається з табл. 7.3.

n_S = 3,65 n / Н = об/хв.; (7.3)

де К_Р- коефіцієнт, що залежить від роду рідини, для води становить К_Р = 1;

Δh_КР - критичний кавітаційний запас (м), приймають за кривою залежності

Н = ƒ (Δh); за величину Δh_КР приймають кавітаційний запас Δh, що

відповідає зниженню напора на 2%.

 

Таблиця 7.2-Залежність величини а від Δh_КР

 

ΔhКР
а	1,6	1,37	1,2	1,13	1,1	1,09	1,08	1,07	1,06	1,06

 

Таблиця 7.3-Залежність величини К_Ш від n_s

ns	>170
КШ	1,1	1,094	1,052	1,014	1,0

 

2. Допустиму вакуумметричну висоту всмоктування розраховують за формулою

 

Н = (Р_а - Р_ПР) / γ + / 2 g - Δh_ДОП (7.4)

IV. Методика проведення досліджень

1.Запускають насос при відкритій засувці на всмоктуючому трубопроводі та за допомогою засувки на напірному трубопроводі та витратоміра установлюють задану подачу Q. Записують покази всіх приладів.

2. Прикривають засувку на всмоктуючому трубопроводі до тих пір, поки покази вакуумметра Р_v не зміняться на деяку задану величину ∆Р_v. При цьому для збереження постійної подачі насоса Q засувку на напірному трубопроводі необхідно трохи привідкрити. Коли режим установиться, записують покази всіх приладів.

3. Дії за п.2 повторюють 3-4 рази, поки покази манометра на напірному трубопроводі не почнуть знижатися значно швидше, ніж вакуумметра-режим насоса переходить з горизонтальної ділянки характеристики Н=f(∆h) на похилу.

4. Інтервал зниження показів Р_v при подальшому прикритті засувки на всмоктувальному трубопроводі необхідно зменшити в 4-6 разів, щоб записати покази приладів ще на 2-4 дослідних точках, які розташовані на похилій (падаючій) ділянці характеристики Н=f(∆h).

V. Результати всіх вимірів під час випробування заносять в таблицю 7.4.

 

Таблиця 7.4-Результати вимірювань основних параметрів насоса

№ з/п	Найменування параметрів	Одиниці виміру	№ досліду
	Витрати Q	л/с
	Покази вакуумметра PV	кгс/см^2
	Покази манометра PМ	кгс/см^2
	Частота обертання n	об/хв

 

VІ. Результати розрахунків кавітаційного запасу зводимо в табл. 7.5.

 

Таблиця 7.5-Результати розрахунків кавітаційного запасу

№з/п	Найменування величини	Оди-ниці виміру	№ досліду
	Покази вакуумметра НV = РV ( кгс/см^2) 10
	Покази манометра НМ = РМ ( кгс/см^2 )· 10
	Швидкість води в напірному трубопроводі VН
	Швидкісний напір в напірному трубопроводі VН^2 / 2g
	Швидкість у всмоктуваль-ному трубопроводі VВ
	Швидкісний напір у всмоктувальному трубопроводі V ^2В /2 g
	Різниця швидкісних напорів (
	Напір насоса Н = Н V + НМ+ ZВИМ + +(
	Кавітаційний запас Δh = (Ра - РПР) / γ + V^2В / 2g – НВАК,

 

VІІ. За результатами розрахунків будуємо графік залежності напору від кавітаційного запасу (рис. 7.2.).

Напір Н, м

Кавітаційний запас Δh, м

 

Рис. 7.2- Графік залежності Н = ƒ (Δh)

 

VІІІ. Розрахунок допустимих кавітаційного запасу і вакуумметричної висоти

всмоктування виконуємо в табличній формі (в табл. 7.6).

 

Таблиця 7.6-Результати розрахунків допустимих кавітаційного запасу Δh_ДОП і

вакуумметричної висоти всмоктування Н

№ з/п	Найменування величини	Одиниці виміру	Значення величини
	Критичний кавітаційний запас ΔhКР	м
	Допустимий кавітаційний запас ΔhДОП = К · ΔhКР; К = а ·КШ · КР	м
	Допустима вакууммметрична висота всмоктування НДОП = (Ра - РПР) / γ + / 2 g - ΔhДОП	м

 

Питання і завдання до самоперевірки

1. Дати поняття кавітаційного запасу насоса.

2. Яка різниця між кавітаційним та допустимим кавітаційним запасом насоса?

3. Як визначається допустимий кавітаційний запас насоса?

4. Чому при закритті засувки на всмоктувальному трубопроводі знижується

кавітаційний запас?

5. При яких величинах Δh допустима, можлива і неможлива робота насоса?

6. Як залежать для даного насоса величини Δh_КР і Н від температури

води?

 

Лабораторна робота № 8