Файл: Н.М. Скорняков Гидромеханика. Методические указания к выполнению лабораторных работ №1, 2, 3, 4, 5.pdf

9

h1− 2 = h1 − h2 , см

где h1 и h2 –показания соответственно входного и выходного пьезометров.

6.Используя формулу Вейсбаха вычислить коэффициенты потерь ξ :

-для внезапного расширения и диффузора при одном диаметре d2;

-для внезапного сужения и конфузора при одном диаметре d1;

-для внезапного и плавного поворотов для одного угла поворота α .

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. – 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.

4.Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. –М.: Машиностроение, 1975. – 559 с.

5.Примеры расчетов по гидравлике: Учеб. пособие для вузов /А.Д. Альтшуль. – М.: Стройиздат, 1976. – 255 с.

11

1. Общие положения

В курсе «Гидромеханика» («Гидравлика») студенты выполняют лабораторные работы, цель которых ознакомить студента с основными законами гидромеханики и научить выполнять несложные экспериментальные исследования и расчеты гидравлических систем.

Цель данной лабораторной работы - изучение принципа действия и определении напорных характеристик насосной установки по перекачке жидкостей.

2. Требования к выполнению лабораторной работы

Лабораторная работа должны быть результатом самостоятельной и творческой работы студента. Все режимы работы экспериментальной установки, а также требуемые замеры выполняет студент.

Техническое оформление лабораторной работы должно соответствовать ЕСКД.

Отчет по лабораторной работе должен быть написан на одной стороне листов формата А4 и отличаться краткостью и ясностью изложения, без сокращения фраз и ненужных пояснений. В начале отчета должен быть титульный лист установленного образца. По согласованию с преподавателем допускается оформление отчетов в ученических тетрадях.

После защиты лабораторных работ отчет хранится на кафедре.

3. Содержание отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе содержит: 1) цель работы;

2)схему и краткое описание конструкции лабораторной установки;

3)порядок выполнения экспериментов;

4)расчетные формулы по обработке результатов замеров;

5)таблицы замеров и результатов расчетов, а также необходимые графики и диаграммы.

4. Методические указания по выполнению лабораторной работы

4.1. Теоретические положения

Насосные установки широко применяют в народном хозяйстве. Это водоотливные установки шахт рудников, водоснабжение предприятий и жилых зданий, перемещение химических реагентов в химическом производстве, системы охлаждения двигателей внутреннего

12

сгорания и многие другие. Типовая схема насосной установки представлена на рис. 1.

Основным элементом насосной установки является насос 4. В большинстве установок это центробежный насос, который отличается высокими производительностью и напором. Используют и объемные гидронасосы. Например, в системах смазки различных машин часто используют шестеренные насосы.

Насос из бака 1 перекачивает жидкость в бак 7 по всасывающему 2 и нагнетающему 6 трубопроводам, которые снабжены вентилями 3 и 5 соответственно, позволяющими регулировать производительность и напор установки.

Основными характеристиками насосной установки являются характеристика сети Нсети =f(Q) и характеристика насоса Ннас =f(Q).

Характеристикой сети является уравнение, по которому определяется напор, необходимый для перемещения жидкости по трубопроводам насосной установки (подъема ее на нужную высоту, преодоления противодавления и сопротивления в трубопроводе) с заданной производительностью [1].

Для насосной установки, изображенной на рис.1, уравнение характеристики сети имеет вид

14

буемой для практики точности. Поэтому характеристики насосов определяют экспериментально и представляют в каталогах.

Типичная характеристика насоса Ннас имеет вид, представленный на рис. 3.

При выборе насоса необходимо, чтобы его характеристика проходила через точку А (рис.2 и 3), соответствующую рабочему режиму насосной установки. Практически это условие выполнить удается очень редко. Обычно характеристика насоса пересекает характеристику сети вблизи точки А. Очевидно, что эта точка пересечения располагается правее точки А (рис.3, точка Б).

Внасосных установках, в которых не требуется регулировать подачу

(Qтр = const), необходимый режим получают за счет изменения характеристики насоса. Для этого либо обтачивают рабочее колесо насоса, либо изменяют частоту вращения вала насоса до величины, обеспечивающей пересечение характеристики сети и изменившейся характеристики насоса в режимной точке А.

Врегулируемых по производительности насосных установках задан-

ную подачу Qтр получают изменением характеристики сети. Это производится при помощи вентилей (преимущественно вентилем в напорной магистрали). На графике (рис.3) новая характеристика сети показана пунктирной линией. Она получается путем открытия вентиля и пересекается с характеристикой насоса в точке, соответствующей требуемой подаче. Однако видно, что возрос требуемый напор, так как введено дополнительное сопротивление проходу жидкости прикрываемым вентилем. Как результат этого, возрастет потребляемая мощность установки и снизится ее КПД. Поэтому диапазон регулирования рекомендуется де-

15

лать небольшим, чтобы существенно не снизить КПД установки. Регулирование вентилем на всасывающем трубопроводе возможно еще в меньшем диапазоне, т. к. в этом случае снижаются всасывающие свойства насоса. В частности возрастает опасность возникновения кавитации и быстрого выхода из строя насоса.

Из рассмотрения графиков рис. 3 виден способ экспериментального определения характеристики насоса. Точки Б и В принадлежат характеристике насоса. Это значит, что можно получить и другие точки характеристики насоса, изменяя величину закрытия вентиля и фиксируя значения Q и Н для каждого случая.

4.2. Экспериментальная часть

А. Лабораторная установка

Лабораторная установка, предназначенная для изучения режимов работы насосной установки, состоит (рис.4) из центробежного насоса 1, который осуществляет перекачивание воды из нижнего бака 2 в верхний бак 3. Насос связан с баком 2 всасывающим трубопроводом 4, а с баком 3 - нагнетающим трубопроводом 5. Изменение режима работы насосной установки осуществляется вентилями 6 и 7. Давление на входе в насос измеряется вакуумметром 8, а на выходе из него - манометром 9. Бак 2 оснащен поплавковым уровнемером 10, при помощи которого измеряется производительность насосной установки. Наполнение бака 2 производится открытием вентиля 11.

Рабочее колесо центробежного насоса 1 приводится во вращательное движение через соединительную муфту аксиально-поршневым гидромотором 12. Гидромотор вращается за счет подачи в него рабочей жидкости (минерального масла) от объемного пластинчатого насоса 13 насосной станции типа Г48. Гидросистема силового привода защищается предохранительным клапаном 14. Частота вращения вала гидромотора 12, а значит и насоса 1, может быть изменена при помощи дросселя 5. Контроль за состоянием гидросистемы осуществляется манометрами 16 и 17, а также электрическим термометром 18.