Насосы и насосные станции Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Насосные и воздуходувные станции» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 270800 «Строительство», профиль «Водоснабжение и водоотведение» (стр. 4 )

2. Открыв вентиль 12, залить корпус насоса и всасывающий трубопровод перед запуском.

3. Включить насос, снять показания с манометра, вакуумметра и амперметра, данные занести в таблицу 4.1.

4. Частично открыть вентиль 6, снять показания манометра, вакуумметра и амперметра. По водосчетчику определить объем жидкости V, подаваемый насосом за время t (не менее 2–3 минут). Данные занести в таблицу 4.1.

5. Повторить измерения п.4  5–6 раз до полного открытия вентиля.

6. Определить параметры насоса по формулам (4.1)–(4.6). Результаты вычислений занести в таблицу 4.2.

Таблица 4.1 – Таблица измерений

Измеряемая величина	Номер опыта
1	2	3	4	5	6
Объем V, м3
Время t, с
Показания манометра Рман, кг/см2
Показания вакуумметра Рвак, м
Показания амперметра I, А

7. Вычислить абсолютные погрешности величин Q, H, Nполезн, Nн, з по формулам [4, 5]:

,

(4.8)

где ДV и Дt – абсолютные погрешности прямых измерений объема и времени, равные половине деления шкалы прибора.

,

(4.9)

где ДPман и ДPвак – абсолютные погрешности определения избыточного давления и вакуума, равные половине деления шкалы приборов.

,

(4.10)

где ДQ и ДH – погрешности, определенные по формулам (4.7) и (4.8).

,

(4.11)

где ДU и ДI – абсолютные погрешности определения напряжения и силы тока. ДU принять равной 5 В, ДI равна половине деления шкалы прибора.

,

(4.12)

Таблица 4.2 – Результаты вычислений

Величина	Номер опыта
1	2	3	4	5	6
Подача Q, л/с
Напор Н, м
Полезная мощность Nполезн, кВт
Мощность насоса Nн, кВт
КПД, %

8. Вычислить относительные погрешности величин Q, H, Nполезн, Nн, з по формулам:

,	(4.13)
,	(4.14)
,	(4.15)
,	(4.16)
,	(4.17)

9. Построить характеристики насоса Q-H, Q-N, Q-з по данным таблицы 4.2.

10. На характеристике насоса найти оптимальную режимную точку и рабочую часть характеристики.

11. С помощью ПК (персонального компьютера), используя функцию ЛИНЕЙН() в программе Microsoft Excel, определить для напорной характеристики коэффициенты а0, а1, а2, значения их стандартных ошибок, коэффициент детерминации, стандартную ошибку уравнения регрессии.

12. Построить напорную характеристику насоса по уравнению (4.7).

13. Сравнить характеристики насоса: из каталога (рисунок 4.1), полученную в результате испытаний насоса, построенную по уравнению (4.7).

Контрольные вопросы

1. Дать определение основным параметрам насоса. Пояснить, как в ходе лабораторной работы определялись подача, напор, мощность, КПД насоса.

2. Дать определение характеристики насоса, оптимальной режимной точки и рабочей зоны характеристики.

3. Перечислить типы характеристик насосов и их особенности.

4. Пояснить, как производится запуск центробежного насоса.

5. Перечислить и кратко охарактеризовать существующие способы заливки центробежных насосов.

6. Перечислить приборы, применяемые для измерения давления  и подачи на насосных установках. Пояснить принцип их действия.

7. Пояснить назначение и принцип действия обратного клапана, установленного на напорном  трубопроводе насоса.

8. Пояснить назначение и принцип действия обратного приемного  клапана, установленного на всасывающем трубопроводе насоса.

       

Лабораторная работа № 5

Построение рабочих характеристик центробежного насоса по данным его испытания при переменной частоте вращения двигателя

Для значительной группы насосных установок экономичный режим  обеспечивается  стабилизацией напора в системе подачи жидкости. К таким установкам  относятся насосные станции II и III подъемов промышленных городских водопроводов, насосные станции подкачки и им подобные. Необходимость стабилизации напора в сети этих станций обусловлена переменным характером режима водопотребления. При уменьшении водоразбора напор в сети будет повышаться, при увеличении – снижаться. При расходах, меньших подачи насосной станции, в сети возникают избыточные напоры, снижающие КПД насосной станции, увеличивающие энергозатраты на подачу воды и ведущие к утечкам и непроизводительным расходам. Для снижения затрат электроэнергии необходимо регулирование работы насосов изменением частоты вращения.

В насосных станциях систем водоотведения применение насосов с регулируемым приводом позволяет поддерживать уровень сточной жидкости в приемном резервуаре постоянным, так как с энергетической точки зрения следует поддерживать уровень высоким.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ – изучить систему автоматического регулирования подачи насосной станции.

Построить и провести анализ характеристик центробежного насоса при изменении частоты вращения электродвигателя по данным испытания.

ОБОРУДОВАНИЕ: лабораторная установка, секундомер.

Порядок выполнения работы

1. Для включения с регулируемой частотой вращения (рисунок 4.2, позиция 2) открыть вентили 7, 8, 15, закрыть вентили 4, 5, 6, 9, 10,11, 13, 14. Залить насос открытием вентиля 12.

2. Перед включением произвести настройку работы насоса № 2 в режиме постоянного давления. Для этого необходимо снять крышку корпуса частотного преобразователя, установить переключатель в позицию «SERVICE», выбрать вариант «М2» поворотом кнопки и подтвердить выбранный вариант нажатием кнопки. Установить переключатель в позицию «OPERATION». Закрыть крышку.

3. Поворотом кнопки установить требуемое давление после насоса и нажатием кнопки зафиксировать его.

4. При продолжительном нажатии поворотной кнопки доступна функция «включение/выключение» (ON/OFF). Выбираем «ON» и кратковременным нажатием поворотной кнопки подтверждаем выбранный вариант. Спустя короткое время насос начинает работать. Постепенно открыть вентиль 6.

5. Частично закрыть вентиль 6, снять показания манометра, вакуумметра и амперметра. По водосчетчику определить объем жидкости V, подаваемый насосом за время t (не менее 2–3 минут). Данные занести в таблицу 5.1.

6. Повторить измерения п. 5  5–6 раз до полного закрытия вентиля.

7. Определить параметры насоса по формулам (4.1), (4.3). Результаты вычислений занести в таблицу 5.1.

8. Выключить насос продолжительным нажатием поворотной кнопки и выбором функции «OFF».

Таблица 5.1 – Таблица измерений и вычислений  в режиме постоянного давления

Измеряемая величина	Номер опыта
1	2	3	4	5	6
Объем V, м3
Время t, с
Показания манометра Рман, кг/см2
Показания вакуумметра Рвак, м
Подача Q, л/с
Напор Н, м

8. Произвести настройку работы насоса № 2 в режиме постоянных оборотов. Для этого необходимо снять крышку корпуса частотного преобразователя, установить переключатель в позицию «SERVICE», выбрать вариант «М1» поворотом кнопки и подтвердить выбранный вариант нажатием кнопки. Установить переключатель в позицию «OPERATION». Закрыть крышку.

9. Поворотом кнопки установить требуемое число оборотов и нажатием кнопки зафиксировать его.

10. При продолжительном нажатии поворотной кнопки доступна функция «включение/выключение» (ON/OFF). Выбираем «ON» и кратковременным нажатием поворотной кнопки подтверждаем выбранный вариант. Спустя короткое время насос начинает работать.