Способ испытания центробежного насоса

 

Использование: определение производительности с повышенной точностью в процессе испытания и эксплуатации центробежного насоса, перекачивающего гидросмесь . Сущность изобретения: способ включает снятие фактической характеристики подача-напор насоса (Н) на жидкости, измерение плотности гидросмеси и гранулометрического состава твердой фазы,напор Н на гидросмеси рассчитывают по зависимости хоНемНв х 2K,Pi)r + (1-r)ef, где Нем, Нв - напор, насоса соответственно расчетный при работе на гидросмеси, фактический при работе на жидкости; /ож ,рплотность соответственно жидкости, гидросмеси , К|- расчетный коэффициент: К (35- 45)dr, di - средний диаметр частиц i-й крупности, PJ - содержание частиц i-й крупности в перекачиваемой гидросмеси в долях единицы; г-коэффициент реактивности насоса , р - плотность гидросмеси с учетом только тех твердых частиц, которые движутся с водой: р -р - (р -рж ) 2 KJ Pi, а затем строят расчетную характеристику напор-подача Н на гидросмеси. При работе Н измеряют фактический напор Н на гидросмеси и определяют соответствующую этому напору подачу на расчетной характеристике напор-подача по гидросмеси , что позволяет расширить функциональные возможности способа. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ( О (21) 4802497/29 (22) 29,01,90 (46) 23.05.92. Бюл. N. 19 (71) Нижегородский институт инженеров водного транспорта (72) Н.В.Лукин, B.В,Чураков, А.Н.Двойников и И.Д.Боуданин (53) 621.671 (088.8) (56) Животовский Л.С., Смойловская Л.А.

Лопастные насосы для абразивных гидросмесей. — М,: Машиностроение, 1978, с. 55—

60, фиг. 28. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА (57) Использование: определение производительности с повышенной точностью в процессе испытания и эксплуатации центробежного насоса, перекачивающего гидросмесь. Сущность изобретения: способ включает снятие фактической характеристики подача-напор насоса (Н) на жидкости, измерение плотности гидросмеси и гранулометрического состава твердой фазы,напор Н на гидросмеси рассчитывают по

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к способам определения подачи в процессе испытаний и эксплуатации центробежного грунтового насоса, перекачива эщего гидросмесь или любую многофаэную среду неизвестной плотности, и может быть использовано при эксплуатации центробежных лопастных насосов общехозяйственного назначения, Известен способ определения характеристик центробежного насоса, работающего на переменных режимах с различными жидкостями путем измерения перепадов. Ж 1735607 А1 (s1)s F 04 В 51/00, F 04 0 7/04 зависимости, HcM = Н х х(1 - - g К PI)(г+(1 — r) I), где НсМ, Н вЂ” напор, насоса соответственно расчетный при работе на гидросмеси, фактический при работе на жидкости; p<,рплотность соответственно жидкости, гидросмеси, KI — расчетный коэффициент: К =(3545)dI, dI — средний диаметр частиц -й крупности, PI — содержание частиц i-й крупности в перекачиваемой гидросмеси в долях единицы; r — коэффициент реактивности насоса, р — плотность гидросмеси с учетом

1 только тех твердых частиц, которые движутся с водой: p =p — (р — p® ), ", К Р;, а заI тем строят расчетную характеристику напор — подача Н на гидросмеси. При работе

Н измеряют фактический напор Н на гидросмеси и определяют соответствующую этому напору подачу на расчетной характеристике напор — подача по гидросмеси, что позволяет расширить функциональные возможности способа. 1 ил. давления между характеристическими зонами максимального, среднего и минимального изменений давления внутренней полости насоса при смене режимов с последующим вычислением подачи.

Недостатком данного способа является невозможность определения подачи центробежных грунтовых насосов с кольцевыми отводами и насосов осевого типа, поскольку у них отсутствуют характеристические зоны изменения давлений. Это сужает область применения укаэанного способа, 1735607

Известен способ испытания центробежного насоса, работающего на гидросмесях, включающий снятие характеристики с воды на гидросмесь для различных плотностей гидросмеси по зависимости

HcM = Hs (г + { 1 — r )+), (1) где Нсм — напор грунтового насоса на гидросмеси;

Нв — напор грунтового насоса на воде;

r — коэффициент реактивности насоса; рв — плотность воды; р — плотность гидросмеси.

Подача гидросмеси определяется по завиСИМОСТИ

HcM = f(QcM). (2)

Приведенная пересчетная зависимость с воды на гидросмесь распространяется только на гидросмеси с содержанием твердых частиц крупностью менее 2 мм, что сужает диапазон применения данного способа, а также снижает точность измерения при перекачивании гидросмесей с крупностью частиц более 2 мм, например гравийных смесей.

Наиболее близким к изобретению является способ испытания центробежного насоса, работающего на гидросмеси, включающий снятие фактической характеристики подача — напор насоса на жидкости, измерение плотности гидросмеси и гранулометрического состава твердой фазы, расчет напора насоса на гидросмеси и построение расчетной характеристики напор — подача насоса на гидросмеси.

Способ не позволяет определять подачу грунтового насоса гидросмесей различного гранулометрического состава с достаточной

ТОЧНОСТЬЮ.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа путем определения подачи насоса по гидросмеси при одновременном повышении точности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу испытания центробежного насоса, работающего на гидросмеси, включающему снятие фактической характеристики подача — напор насоса на жидкости, измерение плотности гидросмеси и гранулометрического состава твердой фазы, расчет напора насоса на гидросмеси и построение расчетной характеристики напор — подача насоса на гидросмеси, и ри этом измеряют фактический напор насоса на гидросмеси и определяют соответствующую этому напору подачу по расчетной характеристике напор-подача насоса на гидросмеси, расчет напора насоса на гидросмеси осуществляют по зависимости

HcM= Нвх х { 1 - —,>, Ki P> ) (r + { 1 — r ) ), Р

Р (>j

ГДЕ Нвм — РаСЧЕтНЫй НаПОР НаСОСа ПРИ РабОте на гидросмеси; 1

Нв — фактический напор насоса при работе на жидкости; рж, p — плотность соответствен но жидкости и гидросмеси;

Ki — расчетный коэффициент: Ki (35...45) dl, di — средний диаметр частиц i-й крупности;

P — содержание частиц 1-й крупности в перекачиваемой гидросмеси в долях единицы;

r — коэффициент реактивности насоса;

p — плотность гидросмеси с учетом

1 только тех твердых частиц, которые движутСЯ С ВОДОЙ:

P =P {P фж) X K»i. (4) На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ, 25 Устройство содержит датчики вакуума 1 и давления 2, подключенные соответственно к всасывающему 3 и напорному 4 патрубкам грунтового насоса 5, грунтомер 6 и микропроцессор 7, Датчики вакуума 1 и дав30 ления 2 и грунтомер 6 электрически связаны с микропроцессором 7, Способ осуществляют следующим образом.

Грунтовый насос испытывают на воде и

35 определяют его характеристики, в частно.сти зависимость напора от подачи

Нв = f(aa) ° (5)

Для определения параметров и режима работы грунтонасосной установки на гидро40 смеси необходимо иметь характеристики для гидросмеси. Их получают путем пересчета с воды на гидросмесь.

Известно, что для грунтовых насосов при пересчете характеристик с воды на гид45 росмесь напор на гидросмеси Н<м можно определить по выражению

Нвм=Нв p{r,ð), (6) где r — коэффициент реактивности насоса, характеризующий долю потенциального на50 пора Нп в общем напоре насоса; р — плотность гидросмеси.

При этом функция rp { r, р) имеет вид р =(г+ { 1 — г) ), Р (7)

55 что справедливо только для грунтовых насосов, перекачивающих гидросмеси с преобладающей крупностью частиц до 2 мм.

Здесь твердые частицы до указанного предела крупности находятся во взвешенном состоянии и перемещаются вместе с пото1735б07 ком воды, При перекачивании других гидросмесей, например гравийных, в которых преобладают частицы крупностью свыше 2 мм, использование приведенной зависимости для пересчета характеристик снижает точность определения параметров.

Процесс энергообмена в рабочем колесе грунтового насоса при перекачивании гидросмеси проявляется в том, что гидросмесь вовлекается во вращение с определенной переносной скоростью. Если вода под действием объемных сил сразу вовлекается в переносное движение, то твердые частицы могут получить окружную скорость двояко: или от воды, или от лопастей рабочего колеса. Соотношение между количеством твердых частиц, получающих энергию от воды и лопастей, зависит от соотношения между поверхностными и массовыми силами. При одинаковой плотности частиц объемные силы в сравнении с поверхностными тем больше, чем больше крупность. Поэтому с увеличением крупности увеличивается вероятность непосредственного энергообмена между твердыми частицами и лопастями, При определенной крупности частиц и размерах межлопастного канала все твердые частицы вступают в контакт с лопастями, после чего двигаются по своим траекториям и для их движения несущая жидкость не нужна.

B случае, когда частицы малы, поверхностные силы относительно велики и под их влиянием твердые частицы приобретаютокружную скорость, достаточную для движения против сил давления. Основная масса таких частиц перемещается под действием жидкости.

Полученная зависимость ф (r, p, Р! ) определяется для каждого конкретного случая в зависимости от типа насоса, крупности твердой составляющей гидросмеси и ее плотности.

Функция p (r, р, Р! ) имеет вид

Нсу, Н8 х х(1 — — " К!P;)(r+(1 — r) ) (8)

Р !

Коэффициент реактивности r для существующих грунтовых насосов может быть определен по выражению r = 1 - ns, где

n — коэффициент быстроходности насоса.

Содержание Р. частиц!-й крупности в гидросмеси определяется в каждом конкретном случае ситовым методом.

Определив значение функции р, рассчитывают характеристику (2) грунтового насоса на гидросмеси по зависимости

Н« = Нв у""(г,,О, Р! ) (9) 5

55 для текущего значения плотности гидросмеси, при этом измеряют фактический напор грунтового насоса по гидросмеси Нимф, затем по его значению и характеристике (2) определяют подачу Q«на данном режиме работы.

Подачу грунтового насоса, перекачивающего различные гидросмеси с неизвестной плотностью, определяют следующим образом.

Снимают характеристику (5) грунтового насоса 5 на воде и вводят в микропроцессор

7. При работе на гидросмеси ситовым методом определяют гранулометрический состав гидросмеси и вводят это значение в микро и роцессор 7. Измеря ют плотность гидросмеси с помощью грунтомера б, сигнал с которого также поступает в микропроцессор 7. Одновременно измеряют фактический напор Í«ф грунтового насоса

5датчиками вакуума 1 и давления 2, подключенными соответственно к всасывающему 3 и напорному 4 патрубкам насоса, От этих датчиков сигналы поступают в микропроцессор 7, где в соответствии с программой пересчитывают характеристику (5) насоса на гидросмесь по выражению (9) и из полученной характеристики (2) по значению фактического напора Н,мф определяют подачу Q«грунтового насоса 5 на данном режиме работы, При работе на гидросмеси происходит интенсивный абразивный износ рабочих деталей грунтового насоса, который. приводит к изменению (снижению) характеристик насоса, Поэтому с целью повышения точности определения характеристик насоса периодически корректируют зависимость (5) при работе грунтового насоса на воде, т,е. при сигнале с грунтомера р =р,» .

Формула изобретения

Способ испытания центробежного насоса, работающего на гидросмеси,включающий снятие фактической характеристики подача — напор насоса на жидкости, измерение плотности гидросмеси и гранулометрического состава твердой фазы, расчет напора насоса на гидросмеси и построение расчетной характеристики напор †пода насоса на гидросмеси, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей способа путем определения подачи насоса по гидросмеси при одновременном повышении точности, измеряют фактический напор насоса на гидросмеси и определяют соответствующую этому напору подачу по расчетной характеристике напор — подача насоса на гидросме1735607

Составитель Н. Лукин

Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Редактор Н, Рогулич

Заказ 1805 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101 си, при этом расчет напора насоса на гидросмеси осуществляют по зависимости

Нсм — Нв х

x(1 g K> Р )(+(1-r) ), где Н вЂ” расчетный напор насоса при работе на гидросмеси;

Н вЂ” фактический напор насоса при работе на жидкости; ок, p — плотность соответственно жидкости и гидросмеси;

Ki — расчетный коэффициент;

dl — средний диаметр частиц -й крупности;

Р— содержание частиц i-й крупности в перекачиваемой гидросмеси в долях едини5 цы;

r — коэффициент реактивности насоса; р — плотность гидросмеси с учетом только тех твердых частиц, которые движутся с водой:

Ф = -(-C*) Х К Р