КАВІТАЦІЙНЕ ВИПРОБУВАННЯ ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСА

Мета роботи. Засвоїти методику кавітаційних випробувань динамічних насосів. Одержати кавітаційну характеристику відцентрового консольного насоса і визначити для нього величину допустимого кавітаційного запасу і допустимої висоти всмоктування.

Перед виконанням лабораторної роботи студенти повинні самостійно опрацювати [1] с. 103…119; по [4] с. 156…158.

Описання лабораторної установки

Кавітаційні випробування проводятся на установці, преставленій на рис. 3.1.1. Її описання дано в лабораторній роботі 3.1.1. Розрідження в всмоктуючому патрубку насоса створюється за рахунок дроселювання потоку заслінкою 13. На протязі усього експерименту заслінка 11 повинна бути повністю відкрита, а заслінки 4 і 5 – закриті.

Порядок виконання роботи

В лабораторний журнал по формі табл. 3.3.2 занести паспортні дані випробувального насоса і основні конструктивні характеристики лабораторного стенда. Якщо перед роботою 16 виконувалась робота 15, то повторно табл. 3.3.2. не заповнюється.

По напірній і енергетичній характеристикам, одержаним в лабораторні роботі 3.3.1 чи взятим з каталогу, визначається подача насоса Q, при яких будуть зніматися часткові кавітаційні характеристики. Кількість характеристик обов’язково повинно включати характеристики, знімання при нормальній подачі Q_н найбільшій Q_мах і найменшій Q_міn з робочого діапазону подач для даного насоса. Провести продувку трубок, з’єднуючих манометр і вакуумметр з патрубками насоса, відкривши на короткий час трьохходові крани, на яких встановлені манометр і вакуумметр.

Заливається насос і запускається в роботу. За допомогою заслінки на напірному трубопроводі і витратомірному устаткуванні встановлюють задану подачу. Записують показники всіх приладів. Потім прикривають заслінку на всмоктую чому трубопроводі до тих пір, поки показники вакуумметра не зміняться на деяку величину. При прикривані заслінки на всмоктуючому трубопроводі змінюється подача. Для зберігання постійної подачі привідкривається заслінка на напірному трубопроводі. Добившись встановлення подачі Q, проводиться запись в журнал показників усіх приладів (вакуумметра, манометра, витратоміра і т. д.) Потім переходять до слідуючого досліду, привідкривши заслінку встановленому трубопроводі, встановлюють подачу Q і напір Н. Така операція повторюється 3...4 рази, поки покази манометра на напірному трубопроводі не почнуть знижуватись швидше, ніж покази вакуумметра. Це означає, що режим насоса переходить з горизонтальної вітки характеристики на похилу (рис. 3.3.1.). Таке зниження характеристики показує, що виникла кавітація. Звичайно кавітація супроводжується шумом в насосі.

Рис. 3.3.1. Дослідна кавітаційна характеристика

 

Безпосереднім результатом кавітаційного випробування насоса є визначення мінімального допустимого кавітаційного запасу h, при якому насос ще зберігає до деякого ступеню свій напір. Ця величина h називається критичним кавітаційним запасом h_кр.

З початком кавітаційного режиму показання вакуумметра зменшується. При прикривані заслінки на всмоктуючому трубопроводі необхідно шаг прикриття зменшити в 3...4 рази, щоб можна було записати показники приладів ще при 2...4 випробувальних точках, які розташовані на характеристики H=f( h) (рис.3.3.1).

Результати всіх вимірювань під час випробувань заносять в таблицю 16.2.

 

3.3.2. Результати вимірювань приборів.

Назва величини	Умовне позначення	Розмірність	№ дослідних точок
Покази барометра	pб	мм.рт.ст.
Покази манометра	pм	ат.
Покази вакуумметра	pв	ат.
Температура води
Об’єм		л
Час		сек.
Подача		л/с
Частота обертання		хв-1

 

Визначення величини проводиться по експериментальній залежності при і (рис.3.3.1.).

Обробка дослідних даних

1. Визначають вакуумметричну висоту всмоктування по формулі

де – відстань від осі трубопроводу до гайки вакуумметра, м.

 

2. Визначають покази манометра

3. Визначають середні швидкості і швидкісні напори і у всмоктуючому і напірному трубопроводах.

 

4. Визначити напір насоса по формулі:

5. Визначити кавітаційний запас по формулі

 

Результати обрахунків заносяться в таблицю 3

 

Таблиця 3. Результати розрахунків кавітаційного запасу

Назва величини	Умовне позначення	Розмір-ність	№ дослідних точок
Вакуумметрична висота		м
Наведені покази манометра		м
Середня швидкість у всмоктуючій трубі		м/с
Швидкісний напір у всмоктуючому трубопроводі		м
Середня швидкість в напірному трубопроводі		м/с
Швидкісний напір у напірному трубопроводі		м
Напір насоса		м
Кавітаційний запас		м
Допустима вакуумметрична висота		м

На основі отриманих даних будується графік . По ньому визначають величину (двовідсоткове падіння напору). Допустимий кавітаційний запас визначають по формулі:

де а – коефіцієнт, який визначають по таблиці 16.4.

– коефіцієнт, визначають по табл.16.5.

– коефіцієнт, який залежить від роду рідини і приймається для води

 

Таблиця 4. Значення коефіцієнта

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

 

Таблиця 5. Значення коефіцієнта

		1,25	1,5	2,0	2,0	3,0
	1,1	1,1	1,094	1,052	1,014	1,0

Допустиму вакуумметричну висоту визначати по формулі

 

Контрольні запитання

1. Що таке кавітація, які умови її виникнення?

2. Як впливає на роботу гідромашин кавітація?

3. Які причини виникнення кавітації в динамічних насосах?

4. Як впливає температура рідини і гідравлічний опір всмоктуючого трубопроводу на кавітацію в насосах?

5. Що представляють собою кавітаційні характеристики відцентрового насоса?

6. Що таке критичний і допустимий кавітаційні запаси?

7. Як впливає геометрична висота всмоктування і барометричний тиск на кавітацію в насосі?