Файл: Методичка Гидравлические машины.pdf

Такая зависимость находится с помощью уравнения Бернулли:

И

— 

Ра  Р" "  —

  е/ 

v

i

И еак~

~  

~ И ес+—

- + « к . 

(2  23)

Pg

2 g  

V

где Анс — потери  насоса во  всасывающем трубопроводе.

Максимальная  (критическая)  высота всасывания, т.е.  высота,  при  которой  начи­

нается  кавитация,  вычисляется по  формуле:

и л и  

H

7

c

=

P

^

^

.

-

A

h

K p ~ h e c .  

( 2 2 4 )

- о  

Pg

v 

'

Допускаемая высота всасывания Я вс, т.е.  высота при которой обеспечивается

бескавитационная работа насоса, равна:

н вс  = H Z

или 

Н вс

  = 

Ра  Рн п  -  Ahdon -  hec.

(2.25)

О  

A'a

Цель  работы:

1. Убедится  на практике в существовании явления кавитации 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  жидкости

(рис.2.6)  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, ваттметр 

10

 и тахометр 

11).

Порядок  выполнения  работы  и  обработка  опытных  данных  для  полу­

чения  частных кавитационных характеристик.

Частные  кавитационные  характеристики  Я=ДАА)  следует  получить  для  мини­

мальной, номинальной и максимальной  подач насоса.

- 1 5 -

Рис 2.6 -  Схема установки для кавитационных испытаний 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 

Qf=

  const  и снимая  на каждой  ступе­

ни  показания манометра 

9,

  вакуумметра 

8,

  дифманометра  7 и  тахометра 

11.

  Резуль­

таты 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 Д

hon

 по  формуле (2.17).

Если  в  опытах  частота  вращения  п0П отличается  от  номинальной 

пи

  более  чем 

на  0,5%,  кавитационный  запас  Д/гоп  необходимо  привести  к  «„  по  формуле  (2.18). 

Если же лоп отличается  от и„ менее чем на 0,5%, принять 

Ah = Ah0„.

4.  Результаты  вычислении  записать  в  табл.  2.3  и  построить  по  ним  частные  ка- 

витациопные характеристики (см.  рис.  2.  5).

__________ 

Таблица 2.3

Измеряемые параметры

Рассчитываемые параметры

Ра,

Рм>

Рв>

К

^ОП5

я ,

Q,

V,

Ah

on,

Ah,

Па

Па

Па

мм.рт.ст

об/мин

м

л/с

м/с

м

м

П орядок  вы полнен ия  работы  

и 

обработка  оп ы тн ы х  д ан н ы х   д ля  по-

- 1 6 -

лучения  кавитационной  характеристики. 

Для  получения  кавитационной  харак­

теристики Д

haon=f[Q)

 необходимо:

1. 

По  каждой  частной  кавитационной  характеристике  # ,=  

J{Ah)

определить 

допускаемый  кавитационный  запас  Д/гдоп= 

AAhKf>,

  предварительно  определив  крити­

ческий  кавитационный  запас  Д/гкр  по  падению  напора  на  2%  на  кривой 

H\=f{Ah)

  и 

коэффициент кавитационного запаса Л=ДДйкр) из табл.  2.4.

_________ __________ _____ ______ ______ ________________________ Таблица 2.4

A

hK0,

 м

1П

7

О

3

4

6

7

8

10

12

>14

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 по данным этой таблицы 

кавитационную характеристику 

Ahmn=j[Q )

 (см. рис. 2.4).

______________________________ ___________  

Таблица 2,5

Q,

 л/с

ДА», м

A

£

С

О

ч

<3

Qmin

AhKp\

A\

Д^доп!

Qa

AhKp2

a

2

Д^доп2

Qmax

AhKV3

Лэ

Д^допЗ

Основные контрольные  вопросы

1. Что такое кавитация, каковы её внешние  признаки?

2.  Что  называется  кавитационным  запасом 

Ah

  и  как  его  определить  при  испы­

таниях?

3. Что называется критическим кавитационным запасом Айкр?

4.  Что называется допускаемым кавитационным запасом А/гдоп?

5. Формула Р уднева для определения критического кавитационного запаса?
6.  Что такое вы сота 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 характеристики.

10. Как получают кавитационную характеристику центробежного насоса?

-   1 7 -

Работа 2.3. ИСПЫ ТАНИЯ НЕРЕГУЛИРУЕМОГО  ОБЪЕМ НОГО НАСОСА

Объемным  насосом 

называется  насос,  в  котором  жидкость  перемещается  пу­

тем  периодического  изменения  объема  занимаемой  ею  камеры,  попеременно  сооб­

щающейся  со входом  и  выходом  насоса.  К  объемным  «насосам  относятся:  возврат- 

но-поступательные и роторные  насосы.

Возвратно-поступательные  насосы 

-   объемные  насосы  с  прямолинейным 

возвратно-поступательным  движением  рабочих  органов  независимо  от  характера 

движения  ведущего  звена  насоса.  Рабочими  органами  могут  быть  поршень,  плун­

жер,  диафрагма,  а  насосы  соответственно-  поршневыми,  плунжерными  и  диафраг- 

менными.  Эти насосы  ш ироко применяются для  перемещения  (перекачивания) раз­

личных жидкостей. Среди них поршневые насосы являются наиболее простыми.

Роторные  насосы 

-   объемные  насосы  с  вращательным  или  вращательным  и 

возвратно-поступательным  движением  рабочих  органов  независимо  от  характера 

движения  ведущего  звена насоса.  К ним  относятся:  аксиально-поршневые,  радиаль­

но-поршневые,  пластинчатые,  шестеренные,  винтовые.  Роторные  насосы  применя­

ются  в  основном  в  объемных  гидроприводах.  Объемные  насосы  могут  развивать 

давление до 250 МПа.  Они  могут  быть  нерегулируемыми  (с  постоянной  подачей)  и 

регулируемыми (с  изменяемой  подачей).  Ниже  будут рассмотрены  нерегулируемые 

насосы.

Поршневые  насосы 

-   объемные  насосы,  у  которых  вытеснение  жидкости  из 

неподвижных рабочих камер производится в результате прямолинейного  возвратно­

поступательного движения  поршня.

Роторные  аксиально-поршневые  насосы 

-   насосы,  у  которых  оси  поршней 

или  плунжеров  параллельны  оси  вращения  ротора  (блока)  цилиндров  или  состав­

ляют  с  ней  угол  менее  45°.  Такие  насосы  являются  наиболее  распространенными  в 

гидроприводах.  Они  способны  обеспечить  высокую  подачу  при  большом давлении 

и  высоком  КПД,  высокую  частоту  вращения  рабочего  органа  и  точность  регулиро­

вания подачи  при малых габаритах, весе и малой инерционности. Насосы развивают 

давление  до  32  МПа,  реже  до  55  МПа.  При  оптимальном  режиме  объемный  КПД

-   1 8 -

составляет 0,97...  0,98,  а КПД насоса -  до 0,95.  Эти насосы могут иметь до  7  ...  9  ци­

линдров диаметром  10 -5 0  мм при угле наклона блока цилиндра или диска 20  ...  30".

Существует  большое  количество  конструкций  аксиально-поршневых  насосов, 

однако  их  можно  разделить  на  две  группы,  отличающиеся  схемой  связи  блока  ци­

линдров  с  приводом  (рис.  2.7  а,  б,  в):  с  наклонным  блоком  цилиндров  (а)  и  с  на­

клонным диском (б,  в).

~ Г

- • Г ? т =

гтд 

,

1 

*г

А'*

> 

Л

Рис. 2.7. -  Схемы аксиально-поршневых насосов а) с наклонным блоком цилиндров;  б) -в) - с на­

клонным диском.

Рис  2.8. -  Нерегулируемый бескарданный насос типа 210.

Для  обеспечения  подачи  насоса  необходимо  возвратно-поступательное  дви­

жение  поршней,  которое  возможно  при  наличии угла наклона блока цилиндров  или

-   1 9 -