Лабораторная оабота 4

ТЕМА: Определение характеристик центробежного насоса

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Закрепить теоретические знания и приобрести навыки решения практических задач по центробежным насосам. Экспериментально определить характеристики центробежного насоса и его оптимальный режим.

1 Основные понятия и определения

Химическое и нефтехимическое производство характеризуется перемещением большого количества жидкости. Поток жидкости или газа необходимо организовывать как между отдельными аппаратами, установками, так и цехами и даже предприятиями. Это связано с широким использованием насосов.

Насосы-гидравлические машины, преобразующие механическую энергию двигателя в энергию перемещения жидкости, повышая её давление. Разность давления жидкости в насосе и в трубопро­воде обуславливает её перемещение.

По принципу действия насосы подразделяются на следующие типы : центробежные, объёмные и насосы трения (осевые, вихре­вые, струйные). В центробежном насосе давление создаётся цен­тробежной силой, действующей на жидкость при вращении лопаст­ных колёс. В объёмных насосах разность давлений возникает при вытеснении жидкости из замкнутого пространства телами, движу­щимися возвратно-поступательно или вращательно. Действие осе­вых насосов основано на перемещении жидкости, возникающем при вращении в ней устройства типа гребного винта. В вихревых насосах в энергию давления трансформируется энергия вихрей, образующихся в жидкости при вращении рабочего колеса. В струй­ных насосах перемещение жидкости производится струёй воздуха, пара или воды.

2 Основные рабочие параметры насоса

1. Производительность или подача насоса Q определяется объёмом, подаваемой насосом в нагнетательный патрубок в еди­ницу времени. Она выражается в м³/с, м³/мин, л/с и др.

2. Напор насоса - удельная энергия, отнесённая к единице веса, приобретённая жидкостью при прохождении через насос. Он из­меряется в линейных единицах столба рабочей жидкости - м.

Действительный напор где Нд =η_{г •ε • Нт} где η_г- гидравлический к.п.д. насоса,

ε - коэффициент, учитывающий конечное число лопаток, Нт - теоретический напор насоса.

3. Полезная мощность насоса Nn - приобретённая в насосе мощ­ность

потока жидкости, поступающей в нагнетательную трубу.

Nn = γ • Q_н =p•g•Q_н

где γ - удельный вес жидкости ; Н/м³.

4. Потребительная мощность (мощность на валу) насоса Ng пре­вышает Nn на величину всех энергетических потерь, имеющих место в процессе преобразования энергии. Эти потери учитыва­ются обычно полным к.п.д.

К.П.Д. характеризует совершенство конструкции и экономичность эксплуатации насоса.

П роизводител ьность.

Напор и мощность центробежного насоса зависят от числа обо­ротов рабочего колеса п (законы пропорциональности ):

потока жидкости, поступающей в нагнетательную трубу.

Nn = γ • Q_н =p•g•Q_н

где У - удельный вес жидкости в Н/мЗ.

4. Потребительная мощность (мощность на валу) насоса Ng пре­вышает Nn на величину всех энергетических потерь, имеющих место в процессе преобразования энергии. Эти потери учитыва­ются обычно полным к.п.д.

К.П.Д. характеризует совершенство конструкции и экономичность эксплуатации насоса.

П роизводител ьность.

Напор и мощность центробежного насоса зависят от числа обо­ротов рабочего колеса п (законы пропорциональности ):

При выборе насоса необходимо учитывать характеристику сети, т. е. трубопровода или аппаратов, через которые перекачивается жидкость.

Гидравлическое сопротивление сети складывается из сопро­тивления трения и местных сопротивлений :

где

длина и диаметр трубопровода

коэффициент трения (гидравлического сопротивления ) - сумма коэффициентов местных сопротивлений. При раооте на сеть выполняется условие Нн == Не. Если Нн>Нс увеличивается расход и вновь устанавливается равновесие Нн = Не. При Нн<Нс происходит уменьшение расхода. Для опреде­ления фактического расхода совмещают на одном графике на­порную характеристику насоса Нн = (Q) и характеристику сети

Точка пересечения А называется рабочей точкой. Она отвечает наибольшей производительности насоса при его работе на дан­ную сеть (рис. 2)

3. Схема экспериментальной установки.

Рис. 1 Схема экспериментальной установки