7557

Протокол испытания центробежного насоса

1. Характеристика электродвигателей

Асинхронные двигатели общего применения типа A-4112, имеющие короткозамкнутый ротор. Номинальная мощность N = 2,8 кВт. Напряжение U = 220/380 В. КПД = 84 %.

2. Характеристика насосов К 8/18 Центробежные, горизонтальные, одноступенчатые насосы консольного

типа, с колесами одностороннего входа воды. Подача Q = 8 м3/ч. Полный напор Н = 18 м. Частота вращения n = 2900 об/мин.

Диаметр рабочего колеса D = 148 мм.

3. Результаты испытаний сводятся в таблицу 5.1.

Контрольные вопросы

1.Предложите определение параллельной работы насосов.

2.Предложите определение последовательной работы насосов.

3.Назовите условие подбора насосов при их параллельной работе.

4.Сколько ступеней допускается при последовательной работе насосов.

5.Графически покажите, как выполняется построение характеристик насосов при их последовательной и параллельной работе.

33

Таблица 5.1.

Результаты испытаний

Примечание. При определении мощности насоса Nв КПД двигателя условно принят постоянным - 0,84. Фактически же он будет изменяться с изменением потребляемой мощности.

34

Лабораторная работа №6 ИСПЫТАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ

ЧАСТОТЕ ВРАЩЕНИЯ

Цель работы: Изучить влияние частоты вращения на изменение подачи, напора и мощности насоса. По результатам эксперимента произвести проверку законов пропорциональности.

Теоретическая часть

Работа центробежного насоса является наиболее экономичной в том случае, когда подача и напор насоса соответствует требуемым. При правильном подборе насоса этому условию соответствует только одна точка (называемая рабочей точкой), т.е. точка пересечения характеристики насоса и трубопровода.

Практически подобрать насосы так, чтобы подача и напор их строго соответствовали требуемым, удается далеко не всегда, и, кроме того, расход воды, потребляемый сетью, изменяется во времени; в соответствии с этим должна перемещаться и рабочая точка, для чего необходимо изменять характеристику трубопровода или насоса. Искусственное изменение характеристики трубопровода или насоса для обеспечения заданных величин подачи и напора называется регулированием. Регулирование может быть осуществлено изменением характеристики трубопровода, что достигается дросселированием задвижкой или изменением характеристики насоса путем изменения частоты вращения.

Наиболее выгодным и экономичным является регулирование частоты вращения насоса. При таком способе регулирования изменяют характеристику Q-H таким образом, чтобы новая характеристика Q1-H1 прошла через требуемую рабочую точку.

Изменение частоты вращения насоса возможно путем изменения частоты вращения двигателя, что проще всего осуществляется в электродвигателях постоянного тока. Как известно, частоты вращения электродвигателей насосов имеют постоянные значения (например, 2900; 1450; 960; 750 об/мин и т.д.). Для того чтобы по известной характеристике Q-H (выписанной из каталога или определенной опытным путем) при частоте вращения n, построить характеристики при частотах вращения, n1, n2 ... ni, пользуются законами пропорциональности центробежных насосов.

Законом пропорциональности называют закон, устанавливающий зависимость подачи, напора и мощности одного и того же насоса от числа оборотов при его работе на одной и той же жидкости.

Если рабочие колеса двух одинаковых насосов диаметрам D1=D2=D вращаются соответственно с частотой n1 и n2, то соотношения подач, напоров и мощностей этих насосов принимают вид:

Q1/Q2 = n1/n2 Н1/Н2 = (n1/n2)2 N1/N2= (n1/n2)3

Законы пропорциональности являются приближенными, особенно третий закон, так как они записаны в предположении постоянного КПД. Поэтому

36

6.Произвести все необходимые измерения на данной частоте вращения при пяти различных режимах работы насоса. Режим работы устанавливается открытием или закрытием задвижки на напорном трубопроводе.

7.Изменить частоту вращения электродвигателя при помощи шунтового реостата и произвести следующие пять замеров.

8.На основании полученных опытных данных (табл. 6.1) вычислить подачу, напор, мощность и КПД насоса при различной частоте вращения. Запись показаний всех приборов и обработка результатов испытаний заносятся

впротокол.

9.Построить характеристики Q-H насоса, работающего при различной частоте вращения электродвигателя.

Для проведения испытания выделяется группа в 6 человек. Один из них включает и выключает выпрямитель, двигатель и изменяет частоту вращения двигателя, второй снимает показания электроприборов, третий замеряет частоту вращения тахометром, четвертый снимает показания водомера и производит отсчет времени по секундомеру для вычисления подачи насоса, пятый снимает показания вакуумметра и манометра (данные для вычисления напора, развиваемого насосом), шестой работает у задвижки на напорном трубопроводе, подает сигналы на изменение режима работы насоса для снятия новых показаний.

Протокол испытаний центробежного насоса

1. Характеристика электродвигателя Электродвигатель постоянного тока смешанного возбуждения типа

ПН-17.5. Номинальная мощность N=2,7 кВт. Частота вращения n=2900 об/мин. Напряжение U = 220 В. КПД=82 %.

2. Характеристика насоса К 8/18.

Центробежный, горизонтальный одноступенчатый насос консольного типа, с колесом одностороннего входа воды. Подача Q=8 м3/ч. Полный напор Н

=18 м. Частота вращения n = 2900 об/мин. Диаметр рабочего колеса D=148 мм.

3.Результаты испытаний сводятся в табл. 6.1.

Контрольные вопросы

1.Запишите зависимости закона пропорциональности для двух одинаковых насосов с разными размерами рабочих колес D1 и D2.

2.Поясните, с какой целью проводится искусственное изменение характеристик насоса и трубопровода.

3. Назовите возможные способы изменения характеристик трубопровода

инасоса.

4.Перечислите, с помощью, каких технических средств, можно менять частоту вращения рабочего колеса насоса.

5.Графически покажите, как изменяется характеристика насоса при изменении частоты вращения рабочего колеса n1 < n < n2.

37

Таблица 6.1.

Результаты испытаний

Примечание. При определении мощности насоса Nв КПД двигателя условно принят постоянным - 0,82. Фактически же он будет изменяться с изменением потребляемой мощности.

38

Лабораторная работа №7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАБОЧЕЙ ЕМКОСТИ ПРИЕМНОГО РЕЗЕРВУАРА,

ВРЕМЕНИ ЕГО ЗАПОЛНЕНИЯ И ОТКАЧКИ

Цель работы: определение конструктивных размеров, времени заполнения рабочей емкости приемного резервуара и режима откачки. Заполнение таблицы притока и откачки.

Теоретическая часть

Согласно [2] приемные резервуары насосных станций могут предусматриваться:

1.Совмещенными;

2.Отдельно стоящими.

Совмещенные приемные резервуары устраиваются в одном здании с машинным залом, где располагаются насосы. Приемный резервуар может быть отделен от машинного зала водонепроницаемой стенкой, расположенной до верха земли или выполнен с погружными в нем насосами. Совмещение через дверь машинного зала и помещения решеток допускается только в незаглубленной части здания при обеспечении мероприятий, исключающих перелив воды из помещения решеток в машинный зал.

Отдельно стоящие приемные резервуары предусматриваются при транспортировке сточных вод содержащих горючие, легковоспламеняющиеся, взрывоопасные, летучие токсичные и агрессивные вещества. Расстояние от наружной стены этих резервуаров должны быть не менее 10 метров от зданий насосных станций, 20 метров от производственных зданий, 100 метров от общественных зданий.

Вместимость приемного резервуара насосной станции определяется в зависимости от притока сточных вод, производительности насосов и допустимой частоты включения электрооборудования, но не менее 5-ти минутной максимальной производительности одного из насосов.

Вприемных резервуарах насосных станций, производительностью свыше 100 тыс. м3/сут необходимо предусматривать два отделения без увеличения общего объема.

Вместимость приемных резервуаров насосных станций, работающих последовательно, следует определять исходя из условий их совместной работы.

Вотдельных случаях эту вместимость допускается определять исходя из условия опорожнения напорного трубопровода.

Вприемных резервуарах необходимо предусматривать устройства для взмучивания осадка и обмыва резервуара. Уклон дна резервуара к приямку следует принимать не менее 0,1.

Запасные и регулирующие резервуары, предусматриваемые совместно с насосными установками, должны содержать неприкосновенный противопожарный запас воды.

Неприкосновенный противопожарный запас воды при ручном, дистанционном или автоматическом включении насосов следует принимать из расчета 10-минутной продолжительности тушения пожара при одновременном

39

наибольшем расходе воды на производственные и хозяйственно-питьевые нужды.

Регулирующий объем этих резервуаров определяется также в зависимости от производительности насоса и приемами режима его работы. Данная лабораторная работа знакомит с определением емкости приемного резервуара и производительности насоса.

Порядок выполнения работы

1. Вычертить схему установки с указанием всех трубопроводов и арматуры (рис. 7.1). Приборы управления и электропровода не показывать.

Рис. 7.1. Схема лабораторной установки 1 – приемный резервуар; 2 – кран на водопроводе В1; 3 – измерительная емкость;

4 – измеритель (линейка); 5- электрощит; 6 – контроллер; 7 – компьютер; 8 – манометр; 9 – гидропневматический бак; 10 – вентиль с ручным приводом; 11обратный клапан; 12 – электрифицированный вентиль; 13 – насос; 14 – вакуумметр; 15 – поплавковый уровнемер (датчик защиты от перелива); 16 – поплавковый уровнемер (датчик min и max уровней); 17 – поплавковый уровнемер (датчик защиты от сухого хода); 18 – датчик давления; 19 – водомер; 20 – механический фильтр; 21 – контрольно-спускной кран

_____________трубопровод; ------------- - электропровод

2.Произвести измерения рабочей емкости приемного резервуара двумя способами: объемным и с помощью счетчика.

3.Вычислить погрешность при измерениях с помощью счетчика.

4.Определить режим работы насоса.

40

Порядок проведения испытаний

1.Подготовить насос к пуску (см. порядок пуска центробежного насоса л.р.

№4).

2.Снять показания с водомера (19) Q1.

3.Измерить длину L и ширину B резервуара (3).

4.Закрыть вентиль на напорном трубопроводе (10).

5.Включить питание насоса и определить по прибору контроля (6) готовность насоса к пуску. Если насос готов к работе на приборе контроля (6) горит зеленый сигнал, а если не готов, то красный и высвечивается ошибка.

Примечание: Ошибка Е.02 означает, что сработал датчик сухого хода. Ошибка Е.06 означает, что сработал датчик перелива.

6.Наполнить резервуар (1) из водопроводной сети, открыть кран (2) на водопроводной сети В1, при этом засечь время наполнения резервуара t1.

7.После характерного звука включения насоса и достижения номинального давления на манометре (8) закрыть кран (2) на водопроводной сети В1 и

измерить слой воды в приемном резервуаре (1) h1. Снять показания по водомеру Q1 и открыть вентиль (10) на напорном трубопроводе. Одновременно

соткрытием вентиля (10) на напорном трубопроводе засечь время работы

насоса t2.

8.После отключения насоса измерить высоту слоя воды h2 в резервуаре (3), также повторно снять показания с водомера (19) Q2.

9.Испытания в указанной последовательности провести три раза. При этом измерять весь слой воды h3 в приемном резервуаре (1).

10.Результаты измерений свести в таблицу 7.1.

Таблица 7.1.

Результаты измерений

Определение величин

1. Вычислить количество откаченной жидкости в измерительном резервуаре объемным способом:

Qр1 = L ∙ B ∙ h2, м3,

где L – длина резервуара (3) в чистоте, м; В – ширина резервуара (3) в чистоте, м;

h2 – высота слоя воды в резервуаре (3) после отключения насоса, м.

2.Вычислить количество откаченной жидкости в измерительном резервуаре

спомощью водомера:

Q р2 = Q 2 - Q 1, м3,

где Q 1 – показания водомера до включения насоса, м3