Диссертация (1151723), страница 5
Текст из файла (страница 5)
численные значения коэффициентов ϕ f′− t и ϕ f′′− 0меняются в пределах от 0,03 до 0,10.Т.е.1 + ϕ f′− t = 1 + ϕ f′′−0 = 1 + ϕ b , где ϕ b = 0,03 ÷ 0,01–коэффициентгидравлического сопротивления входа в насос.Потери напора hW(x-t) зависят от конструкции и геометрических размероввсасывающего трубопровода насоса.32Заменив в уравнениях 1.22 и 1.23 гидродинамические давления в сечении t-tво внешней и 0-0 во внутренней областях упругостью водяного параPmиgρ 0добавив в виде слагаемого коэффициент срывной кавитации σ (по Х.Ш.Мустафину) σ = 0,3, что подтверждается и нашими опытами, получим с учётом1 + ϕ f′− t + σ = 1 + ϕ f′′−0 + σ = 1 + ϕ b + σзависимостьотносительнойкритическойскорости по кавитации.UK =1V0Pa − P mρρ+ H 3 U − H t 1 − hW(t −f)gρ 0ρ0ρ02g1 − ϕb + σ(1.24)При работе на воде (ρU = ρ1 = ρ0) и с коротким наконечником(hW(x-t) ≈ 0)UK =1V0Pa − P m+ HGgρ 0,2g1 − ϕb + σ(1.25)где HG = H3 – Ht – заглубление сечения 0-0 или t-t под уровень воды, м; длякольцевого двухповерхностного насоса принимается заглубление сечения 0-0 илиt-t в зависимости от относительной скорости U′t (t − t) и U′0′(0 − 0).Итак, при необходимости расчёта критической скорости по кавитации,используются полученные уравнения, определяющие кавитационный запасструйных насосов.
Наглядная картина работы кольцевого двухповерхностногоструйного насоса в условиях кавитации получена исследованиями [46, 37, 97, 98]на установке для кавитационных испытаний струйных насосов (рисунок 1,8).33331 – центробежный насос; 2 – кольцевой 2-х поверхностный струйный насос; 3 – всасывающий трубопроводцентробежного насоса; 4 – расходомер рабочего расхода струйного насоса; 5 – напорный трубопроводцентробежного насоса; 6 – сопло движителя; 7 – вакуум система; 8 – манометры; 9 – дизель – генератор; 10 – понтон; 11– устройство для регулирования высоты установки струйного насоса; 12 – устройство для регулирования длиныустановки струйного насосаРисунок 1.9 – Схема установки для кавитационных испытаний струйных насосов34Установкапредставляетсобойплавучийпонтон,накоторомсмонтирован испытываемый струйный насос. Рабочая вода по трубопроводуподается к струйному насосу 2.Суммарный расход по напорному трубопроводу 5 подаётся в водоем.При испытании измерялись:– напор рабочего потока Ре манометром 8;– напор смешанного потока Рd манометром 8;– рабочий расход Q0 –расходомером 4;– суммарный расход Q2 с расходомером 13.Вычислялись:– коэффициент эжекции α0 =G2− 1;G0(1.26)– напор струйного насосаН г.пр.Р а Vd2 ρ2ρ − ρ0ρ=+⋅ + h 1 2 + h Wввх + h 1 2;gρ 0 2g ρ0ρ0ρ0(1.27)– напор нагнетанияР е Vе2Н н.пр.
=−+ h 1 + h Wввх;gρ 0 2gгде h1 – превышение оси манометров над уровнем воды;h′1 – заглубление точки отбора под уровень воды;Hwвх. – потери во всасывающем трубопроводе.Результаты измерений и их обработка приведены в таблице 1.5.(1.28)35Таблица 1.5 – Рабочие параметры струйного насосаРасходы, л/с№опытаНапоры, мКритическийОтносиКоэф. коэф.
эжекции, αкр. тельныйэжекнапорции,расчет смесиопытα0табл.теля, Нг67891,350,117Q0Q2Нг.пр.Нн.пр.11230,8372,549,83590,73231,372,012,0790,751,300,147331,070,314,7790,741,270,180430,869,917,7690,721,27531,060,619,5290,240,950,240631,250,022,8790,750,600,274731,030,926,5690,700,00-829,969,49,7782,591,490,147928,569,59,9883,121,440,1431027,269,412,4883,061,550,1961128,369,912,7983,111,471228,565,013,3683,121,281328,257,014,1683,111,020,2081428,247,618,9783,110,670,2491528,035,121,9083,100,290,3271625,657,38,2970,111,630,1481726,567,68,5670,031,660,1401825,766,510,4370,041,581926,044,014,8870,560,592025,641,016,1970,570,600,2802126,230,819,5570,510,180,3201,311,481,611,341,491,630,2180,1850,1900,1800,25036Пополученным рабочимпараметрам(таблица1.5)строиласькавитационная характеристика кольцевого двухповерхностного струйногонасоса (рисунок 1.10).Рисунок 1.10 – Кавитационные характеристики кольцевого струйногонасоса при работе на водеПри рассмотрении данных таблицы 1.5 и построенного по этим даннымрисунка 1.10 авторами сделаны следующие выводы.1.
При бескавитационном режиме работы опытные и расчетныехарактеристики Нг = f(χ 0 ) совпадают удовлетворительно.2. С уменьшением величины приведенного напора нагнетания Нн.пр.опытный критический коэффициент эжекции изменяется следующимобразом:при Нн.пр. = 90,7; 82,6; 70,5 соответственно αкр.
= 1,31; 1,48; 1,63.Рисунок 1.10 наглядно показывает падение напора струйного насосапри постоянной величине коэффициента эжекции α0 и постоянномподсасываемом расходе.37Выводы по главе1. Кавитационныеэксплуатационныхявления,режимоввозникающиенасосногоприоборудования,нарушенииотрицательносказывается на всех параметрах заводских характеристик напора, подачи,КПД, потребляемой мощности.2. Наиболееважнымфактором,существенноуменьшающимкавитационный запас, является величина потерь напора во всасывающихтрубопроводах и водозаборных устройствах.3.
В расчётных методах определения отметки установки оси насосаприсутствуетвеличинакинетическойэнергии,указывающаянаотрицательное влияние увеличенной величины скорости на геометрическуювысоту установки оси насоса.4. В настоящее время при эксплуатации насосного оборудованияимеется несколько способов увеличения кавитационного запаса. Наиболеесущественным и перспективным из способов является устройство линиирециркуляции, способствующей подаче части энергии из напорныхтрубопроводов во всасывающие.5.
В случае непредвиденных ситуаций, таких, как понижение уровняводы в водоисточнике, увеличение потерь напора в водозаборныхсооружениях,заилениевсасывающихтрубопроводов,увеличивающеескорость потока на входе в насос, возможны аварийные ситуации, резкопонижающие кавитационный запас, которые необходимо предусмотретьобслуживающему персоналу.6. При использовании струйных насосов на линии рециркуляциинеобходимо иметь в виду возможные кавитационные явления в них, которыетакже скажутся на работе установки.382 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУЙНОГОУЗЛА ПОВЫШЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО ЗАПАСАЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВИсследования проводились в лабораторных условиях на лабораторнойустановке кафедры В и ИВР Новочеркасского инженерно-мелиоративногоинститута и проверялись в натурных условиях на циркуляционной насоснойстанции Новочеркасской ГРЭС.2.1 Экспериментальные исследованияЭкспериментальные исследования проводились с целью определенияоптимальных геометрических и гидравлических относительных параметровструйного узла линии рециркуляции для повышения кавитационного запасаосевых и центробежных насосов.
В качестве основного узла линиирециркуляции испытывался узел кольцевого двухповерхностного струйногоаппарата [62, 63, 64] (рисунок 2.1).В задачи исследований входило:- определение оптимальных относительных параметров струйногоаппарата, повышающих высоту всасывания насосов, при максимальнойвеличине КПД;-определениеоптимальногоместаустановкиаппаратавовсасывающем патрубке центробежного насоса;- вывод зависимости величины кавитационного запаса и КПД какфункции от параметров кольцевого сопла, расстояния до оси рабочего колесанасоса, напора и скорости потока в кольцевом сопле, коэффициента эжекцииструйного аппарата.3939– Подача центробежного насоса плавучей установки;расход струйного аппарата;он- подсасываемый расход струйного насоса;- суммарный- подсасываемый расход осевого насоса; 1- напорный трубопровод центробежногонасоса; 2 – всасывающий трубопровод струйного насоса; 3 – наружное сопло; 4 – внутреннее сопло; 5 – смесительструйного насоса; 6 – вогнутая эпюра скорости на выходе струйного насоса; 7 – выпуклая эпюра скорости на входе вовсасывающие окно осевого насосРисунок 2.1 – Схема кольцевого 2-х поверхностного струйного насоса для увеличения кавитационного запаса осевыхнасосов40В состав исследований включены:- опыты по определению оптимальных относительных геометрическихразмеров и параметров кольцевого сопла (рисунок 2.2) [63].
Метод исследований:экспериментальное определение оптимальных геометрических размеров ипараметров кольцевого сопла;- опыты, позволяющие вывести экспериментальную зависимость дляопределенияоптимальногоместаустановкикольцевогосопла.Методисследований: определение максимальной величины кавитационного запаса;- опыты для определения зависимости напора после кольцевого сопла отфакторов, влияющих на данный напор (P3, hw, V02/2g). Метод исследований:определение напора перед рабочим колесом Р2, при изменении величин,влияющих на данный напор.1 – внутренний насадок; 2 – наружный насадокРисунок 2.2 – Кольцевое сопло412.2 Лабораторная установкаДля реализации вышеуказанной цели и решения задач была изготовленалабораторная установка (рисунок 2.3, 2.4), которая состоит из двух ёмкостей:напорного (рисунок 2.5) и водозаборного (рисунок 2.6), центробежных насосов(рисунок 2.7) и системы трубопроводов (рисунок 2.8, 2.9), обеспечивающихзамкнутый водооборот.Кроме того, установка оборудована двумя ультразвуковыми расходомерами4 (АКРОН-01), пятью манометрами 7, 9, 10, 13, 14, крыльчатым расходомером 8,задвижками 5, 11, 12, 15 (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
