Кавітація обмежує висоту всмоктування насоса

Лабораторна робота 4

Кавітаційна ХАРАКТЕРИСТИКА ВІДЦЕНТРОВОГО НАСОСА

Кавітацією називається освіту і подальше захлопування в потоці рідини парогазових бульбашок. що супроводжується безперервними гідравлічними мікроудари високої частоти, великими тисками і температурами в центрах закривання. При кавітації змінюється характеристика насоса, знижуються його технічні показники, виникають шум (тріск, удари) і вібрація, відбувається інтенсивна ерозія поверхонь робочих органів (лопатей, підведення). Кавітація обмежує висоту всмоктування насоса.

У динамічних насосах критерієм бескавитационной роботи служить кавітаційний запас тиску, який представляє собою перевищення повного тиску рідини у вхідному патрубку насоса над тиском насиченої пари (рис. 4.1).

Мал. 4.1. Розподіл тиску в відцентровому насосі:

В - точка мінімального тиску; С - вихід з колеса

Кавітація виникає зі зменшенням кавитационного запасу тиску до деякого значення, званого критичним і позначається. Для нормальної роботи насоса необхідно. щоб кавітаційний запас тиску був більше критичного.

Величина, де - коефіцієнт кавітації запасу, називається допускаються кавітаційним запасом. наноситься на характеристику насоса, а потім використовується для визначення допустимої вакуумметричного висоти всмоктування насоса в даних умовах експлуатації.

Безрозмірна величина називається кавітаційним коефіцієнтом швидкохідності. При роботі односерійний насосів на нев'язкої рідини ця величина залежить тільки від коефіцієнта подачі. Для кожного режиму вона має певне значення.

Величину знаходять по кавитационной характеристиці (рис. 4.2), яка представляє собою залежність напору насоса Н від кавитационного запасу при постійних значеннях подачі ^ Q і частоти обертання n. Відповідно до стандарту на випробування насосів приватні кавитационні характеристики повинні бути зняті на мінімальної, номінальної і максимальною подачах робочого інтервалу характеристики насоса. Критичним називається кавітаційний запас, при якому падіння напору на приватній кавитационной характеристиці становить 3%.

Мал. 4.2. Кавітаційна характеристика

Мета цієї роботи - зняти приватну кавитационную характеристику і визначити кавітаційний коефіцієнт швидкохідності в одному з режимів роботи відцентрового насоса.

Визначення досвідчених величин

1. 
   Подача і напір вимірюються тими ж приладами, що і в лабораторній роботі 2.
   
2. 
   Кавітаційний запас визначається наступним чином. Приймемо за рівень відліку (z = 0) позначку верхньої точки області кавітаційних явищ (рис. 4.3).
   

Повний тиск у вхідному патрубку (індекс "н"):

де - барометричний тиск; - показання приладу, що вимірює тиск (при розрідженні на вході РМ1 негативно); - тиск насиченої пари при температурі всмоктування (Додаток 3); - вертикальна відмітка вакуумметра (до верхньої точки входу в лопатеве колесо, рис. 4.3); CН - швидкість рідини на вході в насос,; - площа прохідного перетину всмоктувального трубопроводу,.

Кавітаційний запас приводиться до номінальної частоті обертання за формулою

де - виміряна частота обертання.

Мал. 4.3. Схема до розрахунку кавитационного запасу

Мал. 4.4. Експериментальна установка:

1 - електродвигун; 2 - насос; 3 - засувка; 4 - манометр; 5 - мановакуумметри;

6 - витратомір; 7 - всмоктувальний трубопровід; 8 - нагнітальний трубопровід

9 - диференційний манометр; 10 - міліамперметр; 11 - до вакуум - насоса;

12-з'єднання з атмосферою; 13-манометр; 14-термометр; 15-тахометр; 16-бак

Така установка називається закритою. До герметичному баку 7 підключений вакуум-насос. який відкачує з бака повітря і знижує тиск на вході в насос до виникнення кавітації. Внутрішні діаметри всмоктувального і нагнітального трубопроводів, а також геометричні параметри нормальної діафрагми витратоміра приймаються відповідно до лабораторної роботою 2.

При роботі насоса повний тиск у вхідному патрубку

де р * - тиск на вільній поверхні рідини в баку;

Нв - висота всмоктування (відстань від приймального рівня до осі насоса), в даній установці нв

1. 
   Побудувати приватну кавитационную характеристику (див. Рис. 4.2). Вказати номінальні умови випробування і швидкість рідини на вході в насос. Відзначити точку критичного режиму і виписати значення критичного кавітаційного запасу.
   
2. 
   По знайденому з кавитационной характеристики значенням визначити:
   

- критичний кавітаційний запас тиску;

- допускається кавітаційний запас;

- допускаемую вакуумметричний висоту всмоктування (вакуум, виражений в метрах стовпа рідини, що подається)

де А - коефіцієнт кавітації запасу,.

Коефіцієнти a. Kδ. Kж визначають з графічних залежностей, представлених на рис. 4.5.

1. 
   Визначити значення кавитационного коефіцієнта швидкохідності і відповідного коефіцієнта подачі:
   

; .

Мал. 4.5. Графіки для визначення приватних коефіцієнтів

3 - холодна прісна вода; 4 - вода при температурі понад 100 ° С

1. 
   Що таке кавітація в насосах? В яких умовах вона виникає?
   
2. 
   Що таке кавітаційний запас тиску?
   
3. 
   Напишіть вираз кавитационного коефіцієнта швидкохідності. Від чого заздрості ця величина?
   
4. 
   Як видається кавітаційна характеристика відцентрового насоса? Які її координати і параметри?
   
5. 
   Як визначається критичний кавітаційний запас по кавитационной характеристиці?
   
6. 
   Що називається повним тиском рідини в даному перетині трубопроводу?
   
7. 
   Напишіть формулу вимірювання кавитационного запасу за показниками приладів.
   
8. 
   Як підтримується постійний режим роботи насоса при знятті кавитационной характеристики?
   

Схожі статті

• розрахунок насосів