Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Работа 2.2. КАВИТАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА




Доверь свою работу кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Кавитацией называется нарушение сплошности потока жид­кости, обусловленное появлением в ней пузырьков или полостей, наполненных паром и газом. Кавитация возникает, когда абсолют­ное давление в потоке падает до давления насыщенных паров жид­кости при данной температуре. При этом из жидкости интенсивно выделяются пузырьки, заполненные парами жидкости и растворен­ными в ней газами (жидкость закипает). Обычно выделение газа из жидкости незначительно и не оказывает существенного влияния на технические параметры работы насосов, поэтому кавитацию на­зывают паровой. В дальнейшем под термином кавитация будем под­разумевать паровую кавитацию.

Выделяющиеся из жидкости в местах пониженного давления пузырьки, заполненные паром, уносятся потоком и, попадая в об­ласть с повышенным давлением, конденсируются. При этом час­тицы жидкости, окружающие пузырьки пара, с весьма большими скоростями устремляются в пространство, занимаемое ранее паром. Происходит столкновение частиц жидкости, сопровождающееся мгновенным местным повышением давления, достигающим сотен и даже тысяч атмосфер. Если конденсация происходит у стенок каналов насоса, то материал стенок быстро разрушается. Причем в первую очередь раз­рушаются те места, в которых имеются мик­роскопические трещины на поверхности сте­нок.

Рис 2.3. Разрушение рабочих колес вследствие кавитации

Например, из чугуна прежде всего вы­биваются графитовые включения, а затем жидкость, действуя как клин, еще более ин­тенсивно разрушает материал стенок, обра­зуя на их поверхности значительные рако­вины.

Кроме того, материал стенок подвергается разрушению от химического воздейст­вия воздуха богатого кислородом, и различных газов, выделяющихся из жидкости. Описанный процесс разру­шения стенок каналов называется эрозией и является очень опас­ным следствием кавитации. Разрушения рабочих колес вследствие кавитации приведены на рис. 2.3.

Внешним проявлением кавитации является наличие шума, ви­брации, падение напора, подачи, мощности и КПД. Очевидно, что работа насоса в кавитационном режиме недопустима.

Возникновение и характер кавитационных явлений определя­ются кавитационным запасом Dh- превышением удельной энергии жидкости при входе в насос над удельной энергией её насыщенных паров

       
   
 

где р, v- абсолютное давление и скорость на входе в насос;

рн.n - давление насыщенных паров жидкости на входе в насос, зависящее от рода жидкости и её температуры. Для воды и бензина рн.n в кПа приведены в табл. 2.2.

Таблица 2. 2

t C,
 
Вода

Бензин

Б-70

 

0.32   1.21 1.69 2.34 16.3 3.17 4.24 7.37 33.2 20.2 55.8 48.2 103.3 103.3

 

Начальная стадия кавитации определяется критическим кави-тационным запасом Dhкр - кавитационным запасом, при котором в насосе наблюдается падение напора на 2% на частной кавитационной характе-ристике (Н= f(DН)) или на 1 м при напоре насоса более 50 м.

Величину критического кавитационного запаса Dhкр можно определить при кавитационных испытаниях насоса по частной кавитационной характе

       
   
 

ристике или по формуле С. С. Руднева:

где n- частота вращения, об/мин;

Q- подача насоса, м3 /с;

С- кавитационный коэффициент быстроходности, величина ко­торого зависит от конструктивных особенностей насоса и равна: 600-800- для тихоходных насосов; 800-1000- для нормальных, насосов; 1000-1200- для быстроходных на­сосов.

       
   
 

Работа насоса без изменения основных технических показате­лей, т. е. без кавитации, определяется допускаемым кавитационным запасом Dhдоп, вычисляемым по формуле :

где А- коэффициент кавитационного запаса A=f(Dhкр) (А=1,05-1,3).

Графическая зависимость допускаемого кавитационного запа­са от подачи в рабочем интервале подач Dhдоп= f(Q) называется кавитационной характеристикой насоса (см рис 2.9 и 2.12). Её получают при кавитационных испытаниях насоса по частным ка­витационным характеристикам.

Частная кавитационная характеристика- это зависимость на­пора насоса от кавитационного запаса при постоянной частоте вращения, подаче и температуре жидкости, H= f(Dh) (рис. 2.5)

       
   
 

При испытаниях насоса кавитационный запас определяется по формуле:

 

где а , pв - показания барометра и вакуумметра.

Полученные опытным путем значения Dhon приводятся к но­минальной частоте вращения nн по формуле:

 
 

и строится частная кавитационная характеристика насоса (см. рис. 2.5)


Рис. 2.4. Кавитационная Рис 2.5. Частные кавитацион-

характеристика насоса. ные характеристики насоса.

По каждой частной кавитационной характеристике находим Dhкр и Q, а затем Dhдоп (по формуле 2. 16). По значениям Dhдоп и Q1 строим кавита-ционную характеристику Dhдоп = f(Q) (см. рис. 2. 4).

 
 

Контроль работы насоса при его эксплуатации производится по показаниям вакуумметра, установленного на входе в насос. Связь кавита-ционного запаса с вакуумом можно найти из выражения

           
     
 

подставив в него значение абсолютного давления p из формулы (2.14).

 

По аналогии с (2. 19) можно записать выражения для крити­ческого и допускаемого вакуума.

       
   
 

Критический вакуум

 

 
 

Допускаемый вакуум

 
 

           
     
 
 

Употребляется также понятие вакуумметрической высоты вса­сывания Нв, которая связана с вакуумом зависимостью:

 
 

Вакуум на входе в насос зависит от расположения насоса по отношению к свободной поверхности жидкости в приемном резервуаре геометрической высоты всасывания HВС, режима работы насосов и других факторов.

       
   
 
 

Такая зависимость находится с помощью уравнения Бернулли:

 

где h вс- потери насоса во всасывающем трубопроводе.

               
     
   
 
 
 

Максимальная (критическая) высота всасывания, т.е. высота, при кото-рой начинается кавитация, вычисляется по формуле:

 

Допускаемая высота всасывания HВС , т.е. высота при которой обеспечивается бескавитационная работа насоса, равна:

               
       
 
 
 

Цель работы: 1. Убедится на практике в существовании явления кавита-ции в центробежном насосе и уяснить причины ее возникновения.

2. Освоить методику кавитационных испытаний центробежного насоса.

3. Получить в результате испытаний кавитационную характеристику насоса

Описание установки.Установка с замкнутой схемой циркуляции жидко-сти (рис.2.16) включает в себя: испытуемый центробежный насос 1, бак 3,всасывающий 2 и нагнетательный 6 трубопроводы, задвижку 5, вакуумный насос 4, контрольно-измерительную аппаратуру (манометр 9 и вакууметр 8,

диафрагму с подключенным к ней дифференциальным манометром 7, ватт- метр 10 и тахометр 11).

 

Рис 2.6 Схема установки для кавитационных испытаний насоса.

Порядок выполнения работы и обработка опытных данных для полу-чения частных кавитационных характеристик:Частные кавитационные

характеристики H= f(Dh) следует получить для минимальной, номинальной и максимальной подач насоса.

С этой целью необходимо:

1. Включить насос 1 и обеспечить заданную подачу задвижкой 5.

2. Уменьшать ступенчато давление на входе в насос, включением вакуумного насоса 4, начиная с давления, заведомо исключающего кавитацию, и заканчивая при резком падении напора, обеспечивая при этом Qi= const и снимая на каждой ступени показания мано­метра 9, вакуумметра 8, дифманометра 7 и тахометра 11. Резуль­таты измерений записать в табл. 2.3.

3. Вычислить параметры, необходимые для построения частной кавитационной характеристики: напор насоса Н- по формуле (2.2); подачу насоса Q- по формуле (2.9); кавитационный запас Dhоп по формуле (2.17).

Если в опытах частота вращения nоп отличается от номиналь­ной nн более чем на 0,5%, кавитационный запас Dhоп необходимо привести к nн по формуле (2.18). Если же nоп отличается от nн ме­нее чем на 0,5%, принять Dh=Dhоп.

4. Результаты вычислении записать в табл. 2.3 и построить по ним частные кавитациопные характеристики (см. рис. 2. 5).

Таблица 2.3

Измеряемые параметры Рассчитываемые параметры
Pa, Па Pм, Па Рв, Па h, мм.рт.ст nоп, об/мин H, м Q, л/с v, м/с Dhоп, м Dh, м
                   

Порядок выполнения работы и обработка опытных данных для по­лучения кавитационной характеристики. Для получения кавитаци-онной характеристики Dhдоп=f(Q) необходимо:

1. По каждой частной кавитационной характеристике Hi= f(Dh) опре-делить допускаемый кавитационный запас Dhдоп= АDhкр, предварительно определив критический кавитационный запас Dhкр по падению напора на 2% на кривой Hi=f(Dh) и коэф­фициент кавитационного запаса A= f(Dhкр ) из табл. 2.4.

 

Таблица 2.4

DhКР, м 0-2.5 ³14
А 1.3 1.25 1.2 1.13 1.1 1.09 1.08 1.07 1.06
                           

 

2. Результаты расчетов свести в табл. 2.5 и построить подан­ным этой таблицы кавитационную характеристику Dhдоп= f(Q) (см. рис. 2.4).

Таблица 2.5

Q, л/с Dhкр, м А Dhдоп, м
Qmin Qн Qmax Dhкр1 Dhкр2 Dhкр3 А1 А2   А3   Dhдоп1 Dhдоп2 Dhдоп3
         

Основные контрольные вопросы

1. Что такое кавитация, каковы её внешние признаки?

2. Что называется кавитационным запасом Dh и как его опре­делить при испытаниях?

3. Что называется критическим кавитационным запасом Dhкр?

4. Что называется допускаемым кавитационным запасом Dhдоп?

5. Формула Руднева для определения критического кавитационного запаса?

6. Что такое высота всасывания и как она связана с кавитацией?

7. Что называется кавитационной характеристикой и как она изображается графически?

8. Что называется частной кавитационной характеристикой и как её получить при испытаниях?

9. Порядок работы при снятии частной кавитационной харак­

10. Как получают кавитационную характеристику центробеж­ного насоса?

Литература к работе 2- 2: 8, 20, 41, 51, 66.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 2748. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.033 сек.) русская версия | украинская версия








Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7