Випробування відцентрового насоса
український державний професійно-педагогічний університет
Кафедра автоматизованих систем електропостачання
Випробування відцентрового насоса
Методичні вказівки до лабораторної роботи
Стенд забезпечує імітацію системи водопостачання, призначений для виконання лабораторних робіт з визначення характеристик відцентрового насоса та мережі. Експериментально показує переваги частотного регулювання приводу насосного агрегату над методом дроселювання.
Вивчення особливостей роботи мережевого насоса, практичне ознайомлення зі способами регулювання насосом. Придбання практичних навичок визначення робочих параметрів насосів з урахуванням експериментально знятих характеристик.
2. Опис установки
Зовнішній вигляд стенду показаний малюнку 1.
Рисунок 1 – Зовнішній вигляд стенду.
1-Центробіжний насос; 2-Датчик тиску; 3-Засувка для регулювання дроселювання; 4-Монометр; 5-Монометр після засувки; 6-Ротаметр; 7-Засувки для імітації споживача; 8-Шафа з системою керування приводом насоса; 9-Зливна труба; 10-ємність з водою.
На малюнку 2 показаний зовнішній вигляд шафи керування стендом.
Малюнок 2 – Зовнішній вигляд шафи керування стендом:
1- Дисплей перетворювача частоти (контролера FC 301 фірми Danfos); 2- Індикатор "Мережа" - сигналізує про наявність напруги в шафі управління; 3- Потенціометр «Завдання» - задає тиск, який буде підтримувати насос в автоматичному режимі; 4- Перемикач «Авт. Ручн.» - встановлює режим регулювання подачі води у трубопровід; 5- Кнопки «Пуск», «Стоп» - роблять пуск та зупинку насоса; 6- Ручка рубильника «Мережа
380» - включає та відключає шафу управління стенду.
3. Теоретична частина
Витратою (подачею)Qназивається кількість рідини, що протікає через площу перерізу потоку в одиницю часу. Витрата вимірюється:
- в одиницях обсягум 3 /с- об'ємна витрата;
- у вагових одиницяхкг/с- масова витрата;
- у вагових одиницяхкг м/с 3 -ваговий витрата.
Тиск насосаP- це різниця тисків на виході з насосаPні входіPвв насос, вимірюється вПаабоата.
Потужність насосаN- потужність, що споживається насосом,Вт.
ККД насосаη– відношення корисної потужності до потужності насоса. Де корисна потужність - потужність, що повідомляється насосом рідини, що подається.
Напір насосаН- величина, що визначається залежністю
Залежності між основними параметрами насоса різних режимів роботи прийнято представляти графічно як характеристик.
Характеристиками відцентрових насосів називають – графічні залежності параметрів: напоруН, потужностіN, ККДηвід подачіQза постійної частоти обертання ротораnі незмінних значеннях щільності та в'язкості рідини:Н(Q),N(>Q), η(Q)малюнок 3.
Рисунок 3 – Характеристики насоса та мережі.
Робочі органи насоса розраховуються для певного поєднання подачіQ, напоруНі частоти обертанняn, причому розміру та форми проточної частини вибираються таким чином, щоб гідравлічні втрати при роботі у цьому режимі були мінімальними. Таке поєднання подачі, напору та частоти обертання називають оптимальним режимом. Для правильноїексплуатації насоса необхідно знати, як змінюються напірН, ККД, потужністьNспоживана насосом, за зміни його подачі, тобто. знати робочу частину характеристики насоса, при якій розуміється залежність напоруН, потужностіNі ККД від подачіQнасоса при постійній частоті обертанняn.
Характеристики насоса отримують зазвичай експериментальним шляхом, роблячи вимірювання тиску та витрати рідини, а також потужності приводу.
Характеристики насоса, встановленого в стенді, наведено на малюнку 4.
Рисунок 4 – Показники насоса.
Регулювання роботи насоса виконується з метою зміни його основних параметрів: подачіQі напоруH. Одночасно змінюється значення потужностіNта коефіцієнт корисної дії (ККД)ηнасоса.
Регулювання досягається впливом на мережу або насос. Результатом цього впливу є зміна характеристик мережі та насоса.
У роботі досліджуються два види регулювання:
- Регулювання зміною частоти обертання насоса.
Дроселювання (рисунок 5) – найбільш простий та надійний спосіб регулювання насосів, що здійснюється запірним органом-дросселем (засувкою, вентилем та ін.), розташованим на напірній лінії (засувка 3, рисунок 1).
При закритті дроселя відбувається збільшення опору мережі (Нс), в результаті характеристика насосної установки піде крутіше (Нс1). При цьому режимі напір насосаН1складається з напоруН2, що витрачається в установці при експлуатації з повністю відкритою засувкою, та втрати напору в засувціПДР. Кожному положенню дроселя відповідає своя характеристика мережі.
Рисунок 5 – Дросельне регулювання.
ТакимТаким чином, регулювання роботи насоса дроселювання викликає додаткові втрати енергії, що знижують ККД установки. Тому цей спосіб регулювання не є економічним. Однак завдяки винятковій простоті регулювання дроселювання набуло найбільшого поширення.