SU1735607A1 - Способ испытани центробежного насоса - Google Patents

Abstract

Использование: определение производительности с повышенной точностью в процессе испытани  и эксплуатации центробежного насоса, перекачивающего гидросмесь . Сущность изобретени : способ включает сн тие 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 ,р- плотность 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 дол х единицы; г-коэффициент реактивности насоса , р - плотность гидросмеси с учетом только тех твердых частиц, которые движутс  с водой: р -р - (р -рж ) 2 KJ Pi, а затем стро т расчетную характеристику напор-подача Н на гидросмеси. При работе Н измер ют фактический напор Н на гидросмеси и определ ют соответствующую этому напору подачу на расчетной характеристике напор-подача по гидросмеси , что позвол ет расширить функциональные возможности способа. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к гидромашиностроению , в частности к способам определени  подачи в процессе испытаний и эксплуатации центробежного грунтового насоса, перекачивающего гидросмесь или любую многофазную среду неизвестной плотности, и может быть использовано при эксплуатации центробежных лопастных насосов общехоз йственного назначени .

Известен способ определени  характеристик центробежного насоса, работающего на переменных режимах с различными жидкост ми путем измерени  перепадов

давлени  между характеристическими зонами максимального, среднего и минимального изменений давлени  внутренней полости насоса при смене режимов с последующим вычислением подачи.

Недостатком данного способа  вл етс  невозможность определени  подачи центробежных грунтовых насосов с кольцевыми отводами и насосов осевого типа, поскольку у них отсутствуют характеристические зоны изменени  давлений. Это сужает область применени  указанного способа,

XI

СлЭ

СП О

о

М

Известен способ испытани  центробежного насоса, работающего на гидросмес х , включающий сн тие характеристики с воды на гидросмесь дл  различных плотностей гидросмеси по зависимости

Нсм-Нв г+(1-г)&.(1)

где Нем - напор грунтового насоса на гидросмеси;

Нв - напор грунтового насоса на воде;

г- коэффициент реактивности насоса;

РВ - плотность воды;

р- плотность гидросмеси. Подача гидросмеси определ етс  по зависимости

Нем f(QCM).(2)

Приведенна  пересчетна  зависимость с воды на гидросмесь распростран етс  только на гидросмеси с содержанием твердых частиц крупностью менее 2 мм, что су- жает диапазон применени  данного способа, а также снижает точность измерени  при перекачивании гидросмесей с крупностью частиц более 2 мм, например гравийных смесей.

Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ испытани  центробежного насоса , работающего на гидросмеси, включающий сн тие 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 позвол ет определ ть подачу грунтового насоса гидросмесей различного гранулометрического состава с достаточной точностью.

Цель изобретени  - расширение функ- циональных возможностей способа путем определени  подачи насоса по гидросмеси при одновременном повышении точности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу испытани  центробежно- го насоса, работающего на гидросмеси, включающему сн тие фактической характеристики подача-напор насоса на жидкости, измерение плотности гидросмеси и гранулометрического состава твердой фазы, рас- чет напора насоса на гидросмеси и построение расчетной характеристики напор-подача насоса на гидросмеси, при этом измер ют фактический напор насоса на гидросмеси и определ ют соответствующую этому напору подачу по расчетной характеристике напор-подача насоса на гидросмеси , расчет напора насоса на гидросмеси осуществл ют по зависимости

Нем Н в X

(1 Р / I K|Pi)r + (1 -r)2M,

РР (Ъ

где Нем - расчетный напор насоса при работе на гидросмеси;

Нв - фактический напор насоса при работе на жидкости;

РУН ,р- плотность соответственно жидкости и гидросмеси;

К| - расчетный коэффициент: Kj (35...45) di;

di - средний диаметр частиц 1-й крупности;

PI - содержание частиц i-й крупности в перекачиваемой гидросмеси в дол х единицы;

г - коэффициент реактивности насоса;

р - плотность гидросмеси с учетом только тех твердых частиц, которые движутс  с водой:

р1 р - (р -рж ) Ј К. Р,.(4)

На чертеже представлена структурна  схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит датчики вакуума 1 и давлени  2, подключенные соответственно к всасывающему 3 и напорному 4 патрубкам грунтового насоса 5, грунтомер 6 и микропроцессор 7. Датчики вакуума 1 и давлени  2 и грунтомер 6 электрически св заны с микропроцессором 7.

Способ осуществл ют следующим об- разом.

Грунтовый насос испытывают на воде и определ ют его характеристики, в частности зависимость напора от подачи

Нв f(QB).(5)

Дл  определени  параметров и режима работы грунтонасосной установки на гидросмеси необходимо иметь характеристики дл  гидросмеси. Их получают путем пересчета с воды на гидросмесь.

Известно, что дл  грунтовых насосов при пересчете характеристик с воды на гидросмесь напор на гидросмеси Нем можно определить по выражению

Нсм-Нв-р(г,/0) ,(6)

где г - коэффициент реактивности насоса, характеризующий долю потенциального напора Нп в общем напоре насоса;

р- плотность гидросмеси. При этом функци  р(г,р) имеет вид

р г + (1-г)ЈЧ,(7)

что справедливо только дл  грунтовых насосов , перекачивающих гидросмеси с преобладающей .крупностью частиц до 2 мм. Здесь твердые частицы до указанного предела крупности наход тс  во взвешенном состо нии и перемещаютс  вместе с потоком воды. При перекачивании других гидросмесей , например гравийных, в которых преобладают частицы крупностью свыше 2 мм, использование приведенной зависимости дл  пересчета характеристик снижает точность определени  параметров.

Процесс энергообмена в рабочем колесе грунтового насоса при перекачивании гидросмеси про вл етс  в том, что гидросмесь вовлекаетс  во вращение с определенной переносной скоростью. Если вода под действием объемных сил сразу вовлекаетс  в переносное движение, то твердые частицы могут получить окружную скорость дво ко: или от воды, или от лопастей рабочего колеса. Соотношение между количеством твердых частиц, получающих энергию от воды и лопастей, зависит от соотношени  между поверхностными и массовыми силами . При одинаковой плотности частиц объемные силы в сравнении с поверхностными тем больше, чем больше крупность. Поэтому с увеличением крупности увеличиваетс  веро тность непосредственного энергообмена между твердыми частицами и лопаст ми. При определенной крупности частиц и размерах межлопастного канала все твердые частицы вступают в контакт с лопаст ми, после чего двигаютс  по своим траектори м и дл  их движени  несуща  жидкость не нужна.

В случае, когда частицы малы, поверхностные силы относительно велики и под их вли нием твердые частицы приобретают окружную скорость, достаточную дл  движени  против сил давлени . Основна  масса таких частиц перемещаетс  под действием жидкости.

Полученна  зависимость р ( г , р, PI ) определ етс  дл  каждого конкретного случа  в зависимости от типа насоса, крупности твердой составл ющей гидросмеси и ее плотности. Функци  р (г ,/э PI ) имеет вид

H - нй х

SK,P,)r+(l-r)Јf. (8)

Коэффициент реактивности г дл  существующих грунтовых насосов может быть определен по выражению г 1 - , где ns - коэффициент быстроходности насоса.

Содержание Pi частиц i-й крупности в гидросмеси определ етс  в каждом конкретном случае ситовым методом.

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

Нсм Нв p(r,p, Pi)(9)

дл  текущего значени  плотности гидросмеси , при этом измер ют фактический напор грунтового насоса по гидросмеси Нем, затем по его значению и характеристике (2)

определ ют подачу QCM на данном режиме работы.

Подачу грунтового насоса, перекачивающего различные гидросмеси с неизвестной плотностью, определ ют следующим

образом.

Снимают характеристику (5) грунтового насоса 5 на воде и ввод т в микропроцессор 7. При работе на гидросмеси ситовым методом определ ют гранулометрический состав гидросмеси и ввод т это значение в микропроцессор 7. Измер ют плотность гидросмеси с помощью грунтомера б, сигнал с которого также поступает в микропроцессор 7. Одновременно измер ют

фактический напор Нем грунтового насоса 5 датчиками вакуума 1 и давлени  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 Нем определ ют подачу QCM 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 повышени  точности определени  характеристик насоса периодически корректируют зависимость (5) при работе грунтового насоса на воде, т.е. при

сигнале с грунтомера р рж

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ испытани  центробежного насоса , работающего на гидросмеси,включаю- щий сн тие 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, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей способа путем определени  подачи насоса по гидросмеси при одновременном повышении точности, измер ют фактический напор насоса на гидросмеси и определ ют соответствующую этому напору подачу по расчетной характеристике напор-подача насоса на гидросмеси , при этом расчет напора насоса на гидросмеси осуществл ют по зависимости Нем Нв X

   х( SKPOEr + O-r),

   где Нем - расчетный напор насоса при работе на гидросмеси;

   Нв - фактический напор насоса при работе на жидкости;

   /Эж , р - плотность соответственно жидкости и гидросмеси;

   Ki - расчетный коэффициент;

   di - средний диаметр частиц 1-й крупности;

   PI - содержание частиц i-й крупности в перекачиваемой гидросмеси в дол х едини- цы;

   г - коэффициент реактивности насоса;

   /о1 - плотность гидросмеси с учетом только тех твердых частиц, которые движутс  с водой;

   (/Э-/Зж)2 KiPi.

   /

   J9

   &

   с/у