RU2223416C2 - Способ определения коэффициента полезного действия (КПД) насоса - Google Patents
Способ определения коэффициента полезного действия (КПД) насоса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2223416C2 RU2223416C2 RU2002104951/06A RU2002104951A RU2223416C2 RU 2223416 C2 RU2223416 C2 RU 2223416C2 RU 2002104951/06 A RU2002104951/06 A RU 2002104951/06A RU 2002104951 A RU2002104951 A RU 2002104951A RU 2223416 C2 RU2223416 C2 RU 2223416C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- hydraulic circuit
- closed hydraulic
- working fluid
- test
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Способ определения КПД насоса относится к гидромашиностроению, авиационно-космической технике и может быть использован для экспериментального определения КПД насосов. Способ заключается в том, что с помощью исследуемого насоса прокачивают фиксированный объем рабочего тела через теплоизолированный замкнутый гидравлический контур с регулируемым дросселем и расширительным бачком. В каждом испытании измеряют перепад давления на насосе и температуру рабочего тела на входе в насос в течение фиксированного промежутка времени. При этом КПД исследуемого насоса вычисляют по расчетной формуле с учетом предварительного определения значений: гидравлического сопротивления замкнутого гидравлического контура, массы рабочего тела в объеме контура, массы материала замкнутого гидравлического контура, также в каждом испытании измеряют частоту вращения вала исследуемого насоса. Изобретение направлено на упрощение системы измерения стендов для испытания насосов, повышение точности определения КПД насосов и обеспечение возможности проведения диагностики насосов различного типа в процессе эксплуатации без демонтажа с объектов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к гидромашиностроению, авиационно-космической технике и может быть использовано для экспериментального определения КПД насосов.
Известен “Способ диагностики объемных гидромашин” (патент РФ 2027907 от 29.08.91), в котором измеряют перепад давления в линиях высокого и низкого давления гидромашины, измеряют разность температур рабочей жидкости между потоком утечек и потоком в линии низкого давления, определяют величину расхода в одном из потоков, который объединяют с потоком утечек, контролируют температуру рабочей жидкости. Для определения общего и объемного КПД гидромашины определяют величину расхода утечек, вычисляемую из условия теплового баланса потока, поступающего к гидромашине, и потока, поступающего на слив после объединения с потоком утечек.
Недостатком данного способа является необходимость применения дополнительного насоса для восполнения расхода рабочей жидкости гидромашины, конструктивная сложность организации отбора расхода утечек рабочей жидкости в условиях эксплуатации гидравлических машин, низкая точность косвенного определения величины расхода избыточного расхода рабочей жидкости дополнительного насоса и величины расхода рабочей жидкости гидромашины на основе использования уравнений теплового баланса смешиваемых потоков рабочей жидкости.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является “Способ диагностирования технического состояния насоса” (авт. св. СССР 1513196 от 17.10.86), в котором измеряют перепад давлений на насосе, температуру жидкости на входе в насос, производят прокачивание фиксированного объема жидкости через байпасную магистраль с регулируемым дросселем, устанавливают одинаковыми перепад давления и количество циклов прокачивания. В качестве диагностического параметра принимают прирост температуры на входе в насос после заданного числа циклов прокачивания.
Основным недостатком данного способа является то, что диагностирование ведется без учета теплоотвода в окружающую среду, что снижает точность диагностирования, при этом параметр диагностирования, прирост температуры не отражают напрямую главную энергетическую предлагаемого технического решения характеристику насоса - его КПД.
Задачей изобретения является повышение точности определения КПД насоса с возможностью проведения испытаний непосредственно в процессе его эксплуатации без демонтажа с объекта и упрощение системы измерения испытательных стендов.
Для решения данной технической задачи в известном способе определения коэффициента полезного действия (КПД) насоса, заключающемся в том, что по замкнутому гидравлическому контуру с помощью исследуемого насоса прокачивают фиксированное количество рабочего тела, измеряют перепад давления на насосе и температуру рабочего тела на входе в насос в течение фиксированного промежутка времени, новым является то, что замкнутый гидравлический контур теплоизолируют, определяют гидравлическое сопротивление замкнутого гидравлического контура, массу рабочего тела в объеме замкнутого гидравлического контура, массу материала замкнутого гидравлического контура, также в процессе испытания измеряют частоту вращения вала насоса, а КПД исследуемого насоса определяют по формуле:
где П - техническая характеристика замкнутого гидравлического контура;
Δр* - перепад полного давления на насосе, Па;
ΔТ - подогрев рабочего тела, град, ΔТ=Ткон-Тнач;
Δt - время проведения испытаний, с, Δt=tкон-tнач;
индексы - "кон" и "нач" - соответствуют измеряемым параметрам в моменты начала и окончания испытания насоса; при этом П определяют по формуле:
где F2 - площадь сечения выходного патрубка исследуемого насоса, м2;
ξ - коэффициент гидравлического сопротивления замкнутого гидравлического контура;
рж - плотность рабочего тела, кг/м3;
Мж - масса рабочего тела в объеме замкнутого гидравлического контура, кг;
Мтр - масса материала замкнутого гидравлического контура, включая корпус насоса, кг;
Сртр – теплоемкость материала, из которого изготовлены элементы замкнутого гидравлического контура, Дж/кгград.
На чертеже изображена схема замкнутого гидравлического контура с исследуемым насосом, реализующего предлагаемый способ определения КПД насоса.
Замкнутый гидравлический контур 1 содержит исследуемый насос 2, входной патрубок 3, выходной патрубок 4, регулируемый дроссель 5, расширительный бачок 6. На входном патрубке 3 установлен датчик 7 температуры (Т) и штуцер 8 отбора давления рабочего тела со входа в насос 2. На выходном патрубке 4 установлен штуцер 9 для отбора давления рабочего тела с выхода насоса 2. К штуцеру 8 и штуцеру 9 подключен датчик 10 дифференциального давления для измерения перепада полного давления (Δр*) на насосе 2. Замкнутый гидравлический контур 1 имеет краны 11 и 12. Кран 11 служит для заполнения замкнутого гидравлического контура 1 фиксированным объемом рабочего тела, а кран 12 - для слива рабочего тела из замкнутого рабочего контура 1. На валу насоса 2 установлен датчик 13 частоты вращения. Выходные электрические сигналы датчика 7 температуры, датчика 10 дифференциального давления и датчика 13 частоты вращения вала насоса 2 поступают на вычислительное устройство 14, управляемое задатчиком 15 времени. Замкнутый гидравлический контур 1 вместе с корпусом насоса 2, с входным 3 и выходным 4 патрубками, с корпусом регулируемого дросселя 5, с корпусом расширительного бачка 6 покрыты теплоизоляционным материалом 16.
Способ определения КПД насоса осуществляется следующим образом.
Путем автономной проливки замкнутого гидравлического контура 1 рабочим телом от штуцера 9 отбора давления с выхода из насоса 2 до штуцера 8 отбора давления со входа в насос 2 определяют коэффициент гидравлического сопротивления (*) замкнутого гидравлического контура 1. Замкнутый гидравлический контур 1 подсоединяют к исследуемому насосу 2. Путем взвешивания определяют массу (Мтр) замкнутого гидравлического контура 1, включая массу насоса 2. С помощью кранов 11 и 12 заполняют замкнутый гидравлический контур 1 и исследуемый насос 2 фиксированным объемом рабочего тела. Определяют массу рабочего тела (Мж) в объеме замкнутого гидравлического контура 1. Вычисляют техническую характеристику (П) замкнутого гидравлического контура 1 по формуле:
где ρж, Срж, Сртр - табличные значения соответственно: плотности и теплоемкости рабочего тела, а также теплоемкости материала, из которого изготовлены элементы замкнутого гидравлического контура;
ξ - коэффициент гидравлического сопротивления замкнутого гидравлического контура;
F2 - площадь сечения выходного патрубка исследуемого насоса, м2;
Мтр - масса замкнутого гидравлического контура, включая массу исследуемого насоса, кг;
Мж - масса рабочего тела в объеме замкнутого гидравлического контура, кг.
Найденные значения ξ, Мж, Мтр и П заносят в “Паспорт” замкнутого гидравлического контура.
Определив техническую характеристику (П) замкнутого гидравлического контура, последний теплоизолируют, включая корпус насоса 2, регулируемый дроссель 5 и расширительный бачок 6, теплоизоляционным материалом 16. После проведения указанных операций включают привод исследуемого насоса 2. Момент выхода насоса 2 на стационарный режим работы фиксируется задатчиком 15 времени как начальный момент (tнaч). При этом задатчиком 15 времени подается команда на включение вычислительного устройства 14 в режим непрерывной регистрации выходных сигналов с датчика 7 температуры, датчика 10 дифференциального давления и датчика 13 частоты вращения вала насоса 2. Через заданный промежуток времени Δt в момент tкон (Δt=tкон-tнач) по сигналу задатчика 15 времени вычислительное устройство 14 выводит на экран монитора определенное в темпе проведения испытания значение КПД исследуемого насоса 2, вычисляемое по формуле:
где Δр* - осредненное за время Δt значение перепада полного давления на исследуемом насосе;
ΔТ=Ткон-Тнач - подогрев рабочего тела на входе в насос за время Δt.
Длительность Δt испытания насоса задается из условия обеспечения надежного измерения подогрева рабочего тела ΔТ и определяется точностью применяемых при исследовании насоса средств измерения.
При испытании исследуемого насоса происходит нагрев рабочего тела в объеме замкнутого гидравлического контура за счет тепловыделения в каналах насоса и в элементах замкнутого гидравлического контура. Причем темп нарастания ΔT/Δt оказывается обратно пропорционален КПД насоса, который, в свою очередь, определяется техническим состоянием насоса. Теплоизоляция замкнутого гидравлического контура совместно с корпусом насоса позволяет практически избежать теплоотвода из системы в окружающую среду и тем самым повысить точность определения КПД насоса. Расширительный бачок в системе замкнутого гидравлического контура обеспечивает нормальную работу насоса при испытании и предотвращает увеличение давления в замкнутом гидравлическом контуре за счет термического расширения рабочего тела при подогреве. Если измеренное в данном испытании значение КПД насоса окажется ниже допустимого значения при зафиксированной в ходе испытания частоте вращения вала насоса, то это свидетельствует о необходимости прекращения эксплуатации насоса.
Применение предлагаемого способа определения КПД насоса существенно упрощает системы измерения стендов для испытания насосов, повышает точность определения КПД насосов, а также дает возможность проводить диагностику насосов различного типа в процессе эксплуатации без демонтажа с объектов.
Claims (1)
- Способ определения коэффициента полезного действия (кпд) насоса, заключающийся в том, что по замкнутому гидравлическому контуру с помощью исследуемого насоса прокачивают фиксированное количество рабочего тела, измеряют перепад давления на насосе и температуру рабочего тела на входе в насос в течение фиксированного промежутка времени, отличающийся тем, что замкнутый гидравлический контур теплоизолируют, определяют гидравлическое сопротивление замкнутого гидравлического контура, массу рабочего тела в объеме замкнутого гидравлического контура, массу материала замкнутого гидравлического контура, также в процессе испытания измеряют частоту вращения вала насоса, а кпд исследуемого насоса определяют по формулегде П - техническая характеристика замкнутого гидравлического контура;Δр* - перепад полного давления на насосе, Па;ΔТ - подогрев рабочего тела, град, ΔТ=Ткон-Тнач;Δt - время проведения испытаний, сек, Δt=tкон-tнач;индексы - "кон" и "нач" - соответствуют измеряемым параметрам в моменты начала и окончания испытания насоса, при этом П определяют по формулегде F2 - площадь сечения выходного патрубка исследуемого насоса, м2;ξ - коэффициент гидравлического сопротивления замкнутого гидравлического контура;ρж - плотность рабочего тела, кг/м3;Мж - масса рабочего тела в объеме замкнутого гидравлического контура, кг;Мтр - масса материала замкнутого гидравлического контура, включая корпус насоса, кг;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002104951/06A RU2223416C2 (ru) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | Способ определения коэффициента полезного действия (КПД) насоса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002104951/06A RU2223416C2 (ru) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | Способ определения коэффициента полезного действия (КПД) насоса |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002104951A RU2002104951A (ru) | 2003-09-10 |
RU2223416C2 true RU2223416C2 (ru) | 2004-02-10 |
Family
ID=32172384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002104951/06A RU2223416C2 (ru) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | Способ определения коэффициента полезного действия (КПД) насоса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2223416C2 (ru) |
-
2002
- 2002-02-27 RU RU2002104951/06A patent/RU2223416C2/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101093544B1 (ko) | 펌프의 캐비테이션 특성 확인 시험방법 및 시험설비 | |
US9228963B2 (en) | Steam quality measurement system | |
CN201166615Y (zh) | 一种地源热泵地埋管换热量测试仪 | |
CN108827830A (zh) | 一种高温高压钻井液流动性能测试装置及方法 | |
CN104502231B (zh) | 一种用于高温高压的双毛细管粘度计及其测试方法 | |
TWI782753B (zh) | 用於偵測正排量泵中之洩漏之方法 | |
CN203811507U (zh) | 一种大型多功能压裂液实验装置 | |
CN110185606B (zh) | 一种飞机液压泵性能测试试验台 | |
CN113310660B (zh) | 极小流量自动流阻控制系统 | |
RU2223416C2 (ru) | Способ определения коэффициента полезного действия (КПД) насоса | |
RU121312U1 (ru) | Стенд для динамических испытаний насосов | |
CN113281375B (zh) | 一种岩土体热物性原位测试和冻胀力原位测试方法 | |
CN101782306A (zh) | 带有进水温度检测的制冰机及其控制方法 | |
CN212340612U (zh) | 一种液冷管路的流量流阻测试系统 | |
CN108168838A (zh) | 一种发动机冷却水套通畅性的检测系统及方法 | |
RU2225534C1 (ru) | Способ определения коэффициента полезного действия (КПД) насоса | |
CN109883540A (zh) | 测试水泵噪声的装置 | |
CN112903424B (zh) | 一种一体化多功能岩土体热力性能原位测试仪 | |
RU2564475C1 (ru) | Способ диагностирования технического состояния насоса | |
CN110307145B (zh) | 一种旋叶式压缩机摩擦功率测试系统及测试方法 | |
RU2027907C1 (ru) | Способ диагностики объемных гидромашин | |
SU1513196A1 (ru) | Способ диагностировани технического состо ни насоса | |
RU2399896C1 (ru) | Система измерения подачи топлива на стенде для испытаний топливоподающих агрегатов дизельных двигателей | |
RU2612684C1 (ru) | Устройство для определения технического состояния насоса | |
RU149336U1 (ru) | Устройство для определения технического состояния насоса |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100228 |