Опорный конспект лекций для студентов специальности 090602 (стр. 22 )

  Рис.  9.16.  График  полей  однотипных  насосов  (ГОСТ  10168 – 75) 

Паровые насосы имеют низкий к. п. д.,  однако при наличии пара,  используемого для  технологических  целей,  вариант  применения парового насоса часто оказывается самым выгодным, особенно если учесть простоту регулирования и обслуживания этого насоса.

При перекачке с малым расходом неабразивных жидкостей предпочтение отдается роторным насосам. Они компактны и удобны в обслуживании, а их к. п. д. в связи с усовершенствованиями в насосостроении приближается к к. п. д. возвратно-поступатель­ных насосов.

При сопоставлении вариантов учитываются расходы по авто­матизации регулирования и управления запуском и остановкой насосов. Центробежные насосы более удобны для регулирования, чем возвратно-поступательные, но их запуск более сложен из-за  необходимости предварительного заполнения жидкостью.

Испытания  насосов

Испытания  насосов  имеют  целью:

1) получение  характеристик;

2) проверку соответствия  насосов требованиям и гарантиям;

3) определение показателей надежности, сроков и объемов ремонтных работ и потребности в запасных частях;

4) получение опытных материалов для модернизации насосов и совершенствования их производства.

На испытания установлены стандарты: для динамических насосов - ГОСТ 6134 - 71, для объемных - ГОСТ 17335 -79. Регламентированы виды испытаний (предварительные заводские, приемочные, типовые, испытания на надежность и др.), виды испытательных стендов и средства измерений, порядок проведе­ния испытания, обработка, оформление и оценка результатов. Каждому виду испытаний соответствуют определенное содержа­ние (состав) и определенное число испытываемых насосов одного типоразмера.

Измерения

Средства измерений выбирают так, чтобы относительная по­грешность результата испытания была не больше предельной, установленной стандартом для данного вида испытания.

Частоту вращения вала или частоту циклов определяют тахо­метром или строботахометром, автоматическим счетчиком числа оборотов, частотомером и прибором для измерения скольжения электродвигателя, секундомером (при п ≤ 2 с-1). У электрона­сосов измеряют напряжение и частоту сети.

Для измерения подачи насоса используют сужающие устрой­ства (сопла, диафрагмы), мерный бак, водослив, трубку Пито (в зависимости от условий испытания и размера насоса), а для измерения давления  - манометры и вакуумметры.

Мощность насоса или крутящий момент определяют измере­нием электрической мощности двигателя (при использовании графика зависимости к. п. д. от мощности), торсиометром, с по­мощью балансирного двигателя или двигателя, установленного на качающейся платформе.

Проведение  испытаний

Снятию характеристик предшествует обкатка насоса в режиме, рекомендуемом ГОСТами. При снятии характеристики динами­ческого насоса регулируют подачу, а для объемного насоса - давление на выходе. Регулировочную  характери­стику объемного насоса получают при номинальном давлении, изменяя регулируемый параметр (я, 5, давление пара) от мини­мального к 25, 50, 75 и 100% номинального его значения.

Кавитационная  характеристика  дина­мического  насоса - зависимость  напора  от  кавитационного запаса при постоянной подаче  (рис. 9.17, а). Графики характеристики  строят для  минимального,  номинального  и  ма­ксимального  Q  в  рабочем  интервале  подач  (с  отклонением  не более 5 %).  Кавитационный запас понижают изменением давле­ния в баке стенда с помощью вакуум-насоса. Число  точек  в  области  от  начала  кавитации  до  полного  срыва  должно  быть  не  менее  8. 

Критиче­ский кавитационный запас определяется  в той  точке характеристики, где паде­ние напора составляет 2 % от напора первой ступени или 1 м, если  напор пер­вой  ступени  более  50  м. 

К а в и т а ц и о н н а я  х а р а к т е р и с т и к а  о б ъ ё м н о г о  н а с о с а  -  зависимость  подачи  от  вакуумметрической  высоты  всасывания  при  давлении  насоса,  равном  номинальному  и  не  превышающем  25 %  от  номинального  (рис. 9.17, б).  Число  точек  в  области  кавитации  должно  быть  не  менее  4.

Проверку характеристики для динамического насоса проводят, измеряя напор насоса на стенде в трех режимах интервала подач, а на месте эксплуатации - в одном номинальном режиме.  При проверке кавитационного запаса  устанавливают,  что при допу­скаемом запасе  не происходит снижение  номинального  напора. При проверке самовсасывания устанавливают способность само­всасывающего насоса заполниться жидкостью в течение заданного времени.  В центробежном электронасосе проверяют сопротивле­ние изоляции обмоток относительно корпуса и силу тока в рабо­чем интервале  подач.  Действие защитных  устройств проверяют путем  трехкратного  закрытия  отводящего  трубопровода.  При этом давление на выходе должно быть  не более допускаемого.

Для  определения  специальных  пока­зателей объемного насоса: снимают индикаторную диаграмму, определяют данные работы в режиме гидродвигателя; определяют объем  внешней  утечки,  температуру  элементов  насоса,  объем внутренней утечки при неподвижных рабочих органах; характер запуска без заполнения жидкостью («всухую»). Для динамического насоса: продолжительность работы при закрытой задвижке, дан­ные работы в турбинном режиме, осевую силу и др.

Испытания  н  а  надежность существуют двух видов: 1) контрольные и  2) определительные (ресурсные). Кон­трольные входят в состав других испытаний и служат для про­верки  показателей надежности, указанных в технической документации. 

  Рис. 9.17.  Кавитационные  характеристики  насосов 

При этом используется метод последовательного ана­лиза, сущность которого состоит в том, что при длительной работе насосов на режимах, установленных программой испытания, фиксируют число отказов т и общее время работы испытываемых насосов до момента отказа  (N - число  насосов, проходящих испытания; tj - время работы  j - го насоса к моменту отказа). Затем подсчитывают так называемую «нормированную наработку»  , где  - среднее время работы до отказа, указываемое в технической документации. Испытание продолжается до получения результата испытания либо за «уров­нем приемки», либо за «уровнем браковки» (рис. 9.18, а).

Кроме того, через равные промежутки времени определяют технические показатели насоса, а после испытания - степень изношенности элементов.

Определительные  и с п ытания продолжают  до  возникновения необходимости капитального ремонта насоса или до его окончательного отказа. Во время испытаний фикси­руют: суммарное время работы к моменту измерения техниче­ских показателей, обслуживание насоса (их характер, продол­жительность, трудоемкость), характер и причину отказов, время работы до каждого отказа, работы с насосом по устранению отказа. На рабочем графике (рис. 9.18, б) фиксируют зависимость от времени различных величин, а также указывают для соответству­ющего времени работы порядковый номер действий с насосом и порядковый номер отказа.

Обработка  результатов  испытания

Согласно  определению,  давление  насоса

  ,

учитывая,  что  в  измерительных  трубках,  согласно  закону  Паскаля,  ,  и  производя  замены  членов,  получим  формулы  опытных  давления  и  напора  насоса:

  ;  ,

где  pм1 ,  pм2  -  показания  приборов,  измеряющих  давление  на  выходе  и  входе  (при  разрежении  на  входе  pм1  отрицательно);  z – расстояние  по  вертикали  между  приборами;  Q оп  - опытная  подача;  d2 ,  d1 – диаметры  отводящего  и  подводящего  трубопроводов;  .

  Рис. 9.18.  Графики  испытаний  насоса:

  а – контрольного испытания на надёжность;  б – рабочий график насоса;  L – уровень

  звука;  q – внешняя утечка;  зн – номинальный к. п. д.;  pн – номинальное давление на

  выходе из насоса;  индексом «э» обозначены допускаемые величины;  в – к определе-

  нию давления погружного насоса;  г – полоса допускаемых отклонений, а – номина-