Файл: Н.М. Скорняков Гидромеханика. Методические указания к выполнению лабораторных работ №1, 2, 3, 4, 5.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.05.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 0
16
Рис.4. Схема лабораторной установки
Б. Порядок проведения опытов
Для проведения опытов необходимо наполнить бак 2 водой до уровня Нв = 0,4 м при закрытом вентиле 6. Это осуществляется переливом воды из бака 3 путем открытия вентиля11.
После заполнения бака 2 открывают полностью вентили 6 и 7, вентиль 11 закрывают. Насосная установка готова к пуску. Перед пуском установки, осуществляемым нажатием кнопки «пуск» маслостанции Г48, дроссель 15 должен быть полностью открыт. Этим обеспечивается включение насосной установки на минимальных оборотах гидромотора 12, а следовательно, и насоса 1. Таким образом, достигается облегченный пуск.
После осуществления пуска плавным закрытием дросселя 15 устанавливают максимальную скорость вращения насоса 1. Успешность пуска контролируется по показаниям вакуумметра и манометров. Вакуумметр 8 должен показывать давление около -0,2 кгс/см2, манометр 9 –≈ 1,5 кгс/см2, манометр 16 - ≈ 20 кгс/см2 и манометр 17 - ≈ 3 кгс/см2. При возникновении отклонений от нормы режима работы установки она должна быть отключена для выяснения причины отказа.
Если пуск произошел нормально, то насосной установке дают поработать в этом режиме 5-8 минут. Это необходимо для обеспечения прогрева масла в гидроприводе до температуры 45-50 °С. В противном случае с
17
нагревом масла будет увеличиваться скорость вращения насоса 1, что исказит результаты замеров.
После всех перечисленных выше действий насосная установка готова к проведению опытов.
Все замеры необходимо производить при одном и том же начальном уровне воды в нижнем баке 2. Поэтому перед каждым опытом нижний бак заполняется водой до заданного начального уровня.
Вышеприведенный порядок подготовки экспериментальной установки к работе при компьютерном моделировании не проводится.
Для выполнения экспериментов открыть файл «Насосная установка». В данной лабораторной работе проводится две серии опытов по 10
замеров в каждой.
1-я серия опытов предусматривает изменение режима работы насосной установки при помощи вентиля В2, установленного в нагнетающем трубопроводе. При этом вентиль В1, установленный во всасывающем трубопроводе, должен быть полностью открыт, т.е. его параметр регулирования Uв.вс будет равен единице. В ячейку N33 введено значение 1.
Первый опыт этой серии проводится при полностью открытом венти-
ле В2 (Uв.наг). Для этого в ячейку J24 ввести значение 1.
Далее «включить» насосную установку, введя в ячейку М24 время опыта, равное 1 мин.
Занести в табл.1 показания манометров М1 и М2, взяв соответствующие значения из ячеек L33 и I33. Измерить уровень жидкости в нижнем баке hкон. Для этого навести курсор «мыши» на этот бак и из появившегося информационного окна считать значение hкон и занести его в табл. 1.
Второй и последующие опыты проводятся путем последовательного
ввода в ячейку J24 значений Uв.наг от 0,9 до 0,1 и записи в табл. 1 значений измеряемых параметров, как и в первом опыте.
2-я серия опытов предусматривает изменение режима работы насосной установки при помощи вентиля В1, установленного во всасывающем трубопроводе. При этом вентиль В2, установленный в нагнетающем трубопроводе, должен быть полностью открыт (Uв.наг =1).
Методика проведения опытов аналогична 1-й серии опытов. Значения измеряемых параметров заносят в табл. 2.
18
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1 |
||
Параметр регулирования |
Uв.наг |
1 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
вентиля В2 |
|||||||||||
Показания манометра М1 |
рв, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кгс/см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показания манометра М2 |
рн, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кгс/см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конечный уровень |
hкон, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в нижнем баке |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
||
Параметр регулирования |
Uв.вс |
1 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
вентиля В1 |
|||||||||||
Показания манометра М1 |
рв, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кгс/см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показания манометра М2 |
рн, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кгс/см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Конечный уровень |
hкон, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в нижнем баке |
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В. Обработка экспериментальных данных
На первом этапе обработки результатов замеров все снятые параметры необходимо привести к требуемым размерностям по выражениям:
hв = 10pв , м, |
рв [кгс/см2 ] – напор во всасе насоса; |
|||
hн = 10pн , м, |
рн [кгс/см2 ] – напор в нагнетании насоса; |
|||
Q = |
∆ h |
Sб |
, л/мин – производительность установки; |
|
|
||||
|
|
τ |
|
|
∆ h = |
hнач − hкон - изменение уровня жидкости в нижнем баке, мм; |
|||
Sб = |
0,2 дм2 - площадь нижнего бака; |
|||
hнач = 400 мм – начальный уровень жидкости в нижнем баке;
τ = 1мин – время опыта.
Пересчитанные значения параметров заносятся в соответствующие графы таблиц: для 1-й серии опытов в табл. 3, а для 2-й – в табл. 4.
По данным табл. 3 рассчитывают характеристики насоса и всасывающего трубопровода.
Напор насоса рассчитывают по формуле
Ннас = hв + hн , м.
Характеристика насоса описывается с достаточной точностью уравнением параболы
19
Ннас = a + bQ2 .
Для определения коэффициентов аппроксимации a и b необходимо преобразовать параболическую зависимость в линейную, произведя за-
мену |
x = Q2 . |
Тогда коэффициенты |
аппроксимации рассчитывают по |
|||||||||||||||||||||
формулам |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ xiHi − nxH |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b = |
; и a = H − bx , |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
− nx |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
∑ xi |
|
|
|
∑ Hi |
|
∑ xi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где |
|
= |
|
; |
|
= |
, n - число опытов. |
|||||||||||||||||
x |
H |
|||||||||||||||||||||||
|
n |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Правильность расчетов подтверждается знаком «-» у коэффициента b.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
||
Параметр регулирования |
Uв.наг |
1 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
вентиля В2 |
|||||||||||
Напор во всасе насоса |
hв , м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напор в нагнетании |
hн , м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
насоса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приращение уровня |
∆ h, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Производительность |
Q, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
установки |
л/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напор насоса |
Hнас , м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напор во всасывающем |
hвc , м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трубопроводе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4 |
||
Параметр регулирования |
Uв.наг |
1 |
0,9 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
0,1 |
вентиля В1 |
|||||||||||
Напор во всасе насоса |
hв , м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напор в нагнетании |
hн , м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
насоса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приращение уровня |
∆ h, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Производительность |
Q, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
установки |
л/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напор насоса |
Hнас , м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Напор в нагнетающем |
hнаг , м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трубопроводе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характеристику всасывающего трубопровода hвс строят по данным hв и Q табл. 3 с учетом уровня жидкости в нижнем баке, т.е. Нв :
hвс = hв + Hв .
20
Знак «+» взят здесь вследствие того, что уровень жидкости в нижнем баке выше всасывающего патрубка насоса (рис.4).
Характеристика всасывающего трубопровода аппроксимируется уравнением параболы вида
hвс = cQ2 .
Коэффициент аппроксимации с по способу наименьших квадратов определяют по формуле
c = |
∑ xihвсi |
, |
|
2 |
|
|
∑ xi |
|
где xi = Qi2 .
Характеристику нагнетающего трубопровода определяют по данным hн и Q табл. 4 (2-я серия опытов) с учетом высоты нагнетания, т.е. Нн :
hнаг = hн − Hн , м.
Знак «-» взят здесь вследствие того, что нагнетание осуществляется на уровень выше нагнетающего патрубка насоса (рис.4).
Характеристика нагнетающего трубопровода аппроксимируется уравнением параболы вида
hнаг = dQ2 .
Коэффициент аппроксимации d рассчитывают по той же формуле, что и коэффициент с.
Характеристику сети для лабораторной насосной установки определяют по формуле
Hсети = hвс + hнаг − Hв + Hн .
По проведенным расчетам строят графики Ннас, Нсети, hвс, hнаг (см. графики на рис.4). Правильность расчета подтверждается тем, что точка
пересечения графиков Ннас и Нсети (точка А на рис.4) имеет параметры Q и Н, соответствующие замерам, полученным при полном открытии вентилей В1 и В2.
21
Список рекомендуемой литературы
1. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы: Учеб. для машиностроительных вузов / Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов О.В. Байбаков, Ю.Л. Кирилловский. и др. – 2-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1982. – 423 с.
2. Гидравлика и гидропривод / Б.Г. Гейер, В.С. Дулин, А.Н. Заря. –
М.: Недра, 1991. – 336 с.
3. Ковалевский В.Ф. Справочник по гидроприводам горных машин / В.Ф. Ковалевский, Н.Т. Железняков, Ю.Е. Бейлин. - 2-е изд., перераб. и
доп. – М.: Недра, 1973. – 504 с.
22
Составители Николай Михайлович Скорняков
Владимир Всеволодович Кузнецов
ГИДРОМЕХАНИКА Методические указания к выполнению лабораторных работ
№ 1, 2, 3, 4, 5
для студентов всех форм обучения в филиалах КузГТУ
Редактор Е.Л. Наркевич
ЛР № 020313 от 23.12.96.
Подписано в печать 27.04.01. Формат 60 × 84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч. – изд. л. 0,8. Тираж 600 экз. Заказ Кузбасский государственный технический университет.
650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография Кузбасского государственного технического университета. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.