РАССМОТРЕНО | СОГЛАСОВАНО | |
на заседании ЦМК | Зав. методической службой ГАПОУ ЧР «КанТЭТ» | |
Минобразования Чувашии | ||
__________ | ||
от « » _________2017г. № ___ | «____» ____________ 2017 г. |
План конспект
Открытого урока на тему «Основные параметры насосного агрегата» с группой обучающихся по программе повышения квалификации рабочих по профессии «Слесарь по ремонту технологических установок» 5-6 разряд
на 15 февраля 2017г.
Разработал:
преподаватель спецдисциплин
г. Канаш. 2017 г.
План урока на 15 февраля 2017 г.
Группы № 3.6, 3.6.1 Профессия: Слесарь по ремонту технологических установок
Тема программы: насосы и вентиляторы: устройство, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт.
Тема урока: основные параметры насосного агрегата.
Цель урока:
Обучающая: дать представление об устройстве центробежного насоса и его параметрах.
Тип урока: урок усвоения нового материала.
Вид урока: лекция.
Используемые методы: словестный, наглядно демонстрационный, практический.
Материально-техническое оснащение: мультимедийный проектор, доска, компьютер, раздаточный материал.
Литература:
1. Машинист технологических насосов на нефтеперекачивающих станциях. М.: Недра, 1986.
2. Учебно-справочное издание «Слесарь по ремонту технологических установок» часть I. Канаш, КанТЭТ, 2015г.
Ход урока:
I. Организационный момент:
1. Проверка присутствующих (приветствие)
2. Готовность к уроку (наличие тетрадей, ручек)
II. Актуализация опорных знаний, умений, навыков и мотиваций
1. Анализ тестирования (входной контроль)
III. Изучение нового материала:
Сообщение темы урока и целевая установка на урок.Урок на тему: основные параметры насосного агрегата.
2. Написать на доске наименование темы и проследить за записью слушателей.
3. Вопросы темы:
А) Напор насоса.
Б) Подача (производительность) насоса.
В) Мощность насоса.
Г) Коэффициент полезного действия (КПД) насоса.
Д) Высота всасывания.
Е) Кавитация.
4. Изложение нового материала согласно вопросам темы «Основные параметры насосного агрегата»
Краткий конспект по теме:
Основными параметрами насосов, определяющими диапазон изменения режимов работы насосной станции, состав ее оборудования и конструктивные особенности, являются напор, подача, мощность и коэффициент полезного действия.
А) Напор насоса - это энергия, передаваемая жидкости насосом для ее подъема на высоту, измеряемую в метрах водного столба ( м. вод. ст; кгс/см2; МПа).
Иногда вместо напора насоса удобнее использовать величину, называемую давлением насоса. При этом соотношение единиц измерения следующее:
1м. вод. ст. = 0,1 ат.;
1 ат. = 1 кгс/см2 ;
1 кгс/см2 = 0,1 МПа;
100 м. вод. ст. = 1 МПа.
Пример: ЦНС 300/240, - подача 300 м3/ч; напор 240м (2,4 МПа)
Зависимость напора центробежного насоса от его объемной подачи изображают в виде графика, который называется напорной характеристикой насоса. Напорная характеристика зависит от конструкции насоса (модели), скорости вращения рабочего колеса и вязкости перекачиваемой жидкости. Напорная характеристика насоса дает представление о возможностях данного насоса.
Напорная характеристика насоса не зависит от плотности перекачиваемой жидкости, но зависит от вязкости жидкости. Чем больше вязкость жидкости, тем ниже располагается напорная характеристика.
Б) Подача (производительность) насоса - это количество жидкости, перемещаемое насосом за единицу времени (м3/ч). Подача насоса зависит от его конструкции, скорости вращения рабочего колеса, вязкости жидкости и характеристики трубопровода, по которому насос перемещает жидкость.
Одной из важнейших задач, которые приходится решать при эксплуатации центробежного насоса, является регулирование его подачи. Наибольшее распространение на практике получили следующие способы регулирования подачи:
- задвижкой на напорном трубопроводе;
- байпасированием;
- изменением числа оборотов вала рабочего колеса.
В) Мощность, затрачиваемая насосом, необходима для создания нужного напора и преодоления всех видов потерь, эту величину определяет мощность приводного двигателя. Единицы измерения кВт/час.
Потребляемая насосом мощность N или мощность на валу рабочего колеса больше полезной мощности Nпол на величину потерь в насосе. Эти потери мощности оцениваются через КПД насоса з,
Г) КПД насоса з, равно отношению полезной мощности насоса к потребляемой им мощности электропривода:
з = Nпол/ N = V с H g/ N,
V - объемный расход, мі/ час;
H – напор насоса, м;
N - потребляемая насосом мощность, Вт;
с - плотность перекачиваемой жидкости, кг/ мі;
g = 9.81 м/ сІ– ускорение свободного падения, м/сІ.
Потери в насосе делят на: механические, объемные и гидравлические.
Механическими потерями являются потери на трение в подшипниках, уплотнениях (торцевом или сальниковом).
Объемные потери возникают за счет перетекания части жидкости из области высокого в область пониженного давления и за счет утечек жидкости через сальники.
Гидравлические потери обусловлены преодолением гидравлического сопротивления в подводе, рабочем колесе и отводе и они зависят от совершенства проточной части насоса, правильности выбора его геометрических размеров, режимов его работы.
Д) Высота всасывания центробежного насоса. Насосы обычно устанавливают так, что ось всасывающего парубка находится выше горизонта воды в приемном резервуаре или камере. В таких случаях во входном патрубке насоса необходимо создать вакуум, под действием которого жидкость будет всасываться в насос. Высота всасывания, развиваемая насосом, равна:
Ро - Рн
Hвак = ———----- м. вод. ст.,
г
где Ро – атмосферное давление в кгс/мІ;
Рн – давление на входе в насос в кгс/мІ;
г – объемный вес жидкости в кг/мі.
Высота всасывания может быть положительной и отрицательной. Положительная высота всасывания получается тогда, когда насос установлен выше уровня жидкости в резервуаре (рисунок 1,а), а отрицательная - когда насос установлен ниже уровня жидкости в резервуаре (рисунок 1,б). В последнем случае эту высоту всасывания принято называть подпором жидкости.
а)
б)
Рисунок 1 Варианты установки насосов относительно
уровня всасываемой жидкости
Насосы различных типов могут развивать разный по величине вакуум. В каталогах указываются значения допустимой вакууметрической высоты всасывания Нвак, т. е. той высоты всасывания, при которой обеспечивается работа этого насоса без изменения его основных технических показателей.
Отрицательное значение Нвак указывает на работу насоса с подпором. В зависимости от конструкции насоса геометрическую высоту всасывания отсчитывают по-разному. Для горизонтальных насосов это разность отметок оси насоса и уровня жидкости в приемном резервуаре. Для насосов с вертикальным валом – от середины входных кромок лопастей рабочего колеса до свободной поверхности жидкости в приемном резервуаре.
Е) Кавитация. Абсолютное давление при входе в рабочее колесо насоса должно быть больше упругости насыщенных паров перекачиваемой жидкости при данной температуре. Если это условие не соблюдено, начинается парообразование, уменьшается производительность насоса, в конце концов происходит разрыв потока жидкости, и насос перестает подавать жидкость.
Работа насоса с момента начала парообразования протекает в тяжелых условиях. При длительной работе насоса в таких условиях рабочее колесо разрушается.
Явления, происходящие в насосе при парообразовании в начальной стадии и вплоть до прекращения (срыва) работы, имеют общее название кавитации.
Кавитация представляет собой сложный комплекс следующих явлений:
- выделение пара и растворенных газов из жидкости в тех областях, где давление жидкости равно или меньше давления насыщенных паров ее.
- местное повышение скорости движения жидкости в том месте, где возникло парообразование, и беспорядочное движение жидкости.
- конденсация пузырьков пара, увлеченных потоком жидкости в область повышенного давления. Конденсация каждого из пузырьков приводит к резкому уменьшению объема и гидравлическому удару в микроскопических зонах. Многократно повторяющиеся механические воздействия при конденсации пузырьков вызывают механический процесс разрушения материала колеса, что является наиболее опасным следствием кавитации.
- химическое разрушение металла в зоне кавитации кислородом воздуха, выделившегося из жидкости при прохождении ее в зонах пониженного давления. Этот процесс носит название коррозии
Кавитация, может происходить не только в рабочем колесе, но и в направляющем аппарате или в спирали, хотя здесь она наблюдается сравнительно редко. Явления кавитации сопровождаются характерным потрескиванием в области всасывания, шумом и вибрацией насоса. Кавитация уменьшает КПД, напор и производительность насоса. При сильном развитии кавитации центробежный консольный насос полностью прекращает работу (срывает подачу). Длительная работа насоса при наличии даже незначительных кавитационных явлений совершенно недопустима. Особенно сильно при кавитации повреждаются детали насосов, если перекачивается вода, содержит твердые включения.
От действия кавитации поверхности деталей становятся шероховатыми и губчатыми, что способствует быстрому истиранию деталей содержащимися в жидкости включениями. В свою очередь твердые частицы, истирая поверхности деталей, содействуют усилению кавитации.
Особенно сильно кавитационному разрушению подвержены чугун и углеродистая сталь. Наиболее устойчивы в этом отношении насосы из нержавеющей стали и бронзы.
В последнее время в насосостроении, наряду с улучшением качества материалов (использованием выококачественныx сталей), начали применять защитные покрытия деталей, наиболее подверженных действию кавитации и истиранию.
Защитные покрытия могут быть следующих видов:
а) наплавка поверхностей твердыми сплавами;
б) металлизация поверхностей в холодном состоянии;
в) местная поверхностная закалка.
Для предупреждения явлений кавитации, не следует располагать насос слишком высоко над поверхностью воды в приемном резервуаре.
Каждый насос характеризуется величиной кавитационного запаса. Это то минимальное давление, в пределах которого у жидкости, попадающей в насос, сохраняется состояние собственно жидкости. Величину и кривую зависимости кавитационного запаса от подачи/напора обязан предоставлять производитель насоса.
Кавитационный запас не поддается контролю с точки зрения механики, и оператор насосной станции (особенно если он не ознакомлен с характеристиками насосов) улавливает по металлическому шуму и щелчкам уже развитую кавитацию.
IV. Формирование умений и навыков.
Вопросы для закрепления новой темы:
А) Дать определение напора насоса. От каких показателей зависит напорная характеристика насоса?
Б) Дать определение подачи насоса. Перечислите способы регулирования подачи насоса?
В) Понятие мощность насоса. Различие между полезной и потребляемой мощностями?
Г) Как определить КПД насоса. Перечислите виды потерь в насосе?
Д) Перечислите способы установки насоса относительно уровня жидкости. Понятие высоты всасывания центробежного насоса?
Е) Дайте определение понятия «кавитация». Какие процессы происходят в насосе при кавитации?
V. Рефлексия.
1.Слушатели высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на доске:
сегодня я узнал…
было интересно…
я понял, что…
я приобрел…
VI. Домашнее задание:
Машинист технологических насосов на нефтеперекачивающих станциях. М.: Недра, 1986. Глава 4, стр.87-102
Учебно-справочное издание «Слесарь по ремонту технологических установок» часть I. Канаш, КанТЭТ, 2015г. Раздел 2.2. Стр.31-34.
Составил: преподаватель спецдисциплин
