Диссертация (1151723), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Среди малозначимых факторов оказались длина камеры смешения Lц(х3) иширина щели в сопле b(х2). Анализируя все вышеуказанные факторы каквлияющие, так и маловлияющие на работу струйного аппарата, смонтированногонавходевосевойнасос,установленанеобходимостьэффективногоиспользования трёх факторов d 0/ (x 1 ) , Z(x4) и Р3(х0), факторы Lц(х3), b(х2) и Р1(х5)следует застабилизировать в связи с тем, что Lц(х3) – длина камеры смешения вструйных аппаратах, принятых для использования с осевыми насосами,практически отсутствует, изменять ширину щели b(х2) в процессе опытнойпроверки нет возможности, напор во всасывающей линии Р1(х5) при испытанияхустановлен постоянным по разнице отметок в подводящем канале (2,38) и осинасоса.
В связи с этим для проверки струйного аппарата в натурных условияхиспользовались вышеприведённые значимые факторы при Р1 (давление в линиирециркуляции осевого насоса), по величине, не отличающейся от давления влабораторныхусловиях).ОптимальноеотносительноерасстояниеZ(x 4 )принимается расчётное 0,74.Оставшиеся два фактора d 0/ (x 1 ) , Z(x4) принимаются относительными порезультатам 2-й группы опытов (зависимости 2.25 – 2.42).67Таблица 2.12 – Значения оптимальных геометрических величин струйногоаппарата, принятых для проверки на линии рециркуляции осевых насосов.№п/пНаименование параметраУсловие использования1Относительный диаметрВыше диаметраобтекателя лопатокнасосаd0/2наружного сопла(значимый фактор,принимается по рисунку2.17)Относительная ширинащели в сопле, b d 0/ d 0// 2 − 2 Определяется диаметромКод поматрице,ед.
изм.х1, ммОтносительнаявеличинах2, мм52,00,92 (550)d0//внутреннего сопла,(по диаметру обтекателя)//34567При d0 = 446 ммДлина камеры смешения,LцВо всасывающей линии х3осевого насосаотсутствуетОтносительное расстояние Расстояние дох4от обреза сопла до начала обтекателя, принимаетсякамеры смешения, Zпо зависимости 2.24(значимый фактор)Напор во всасывающемРазница отметокх5, ммтрубопроводе, Р1подводящего канала и(принимается по рисунку оси насоса2.17)Напор в линииИзменяется в процессех6, ммрециркуляции, Р3опытов(значимый фактор)Площадь поперечногом2/2// 20,785 ⋅ d 0 − d 0сечения сопла приd0/= 550 мм иd0//= 446 мм(0,785 ⋅ (d/20− d 0//2))Факторотсутствует0,742,385 – 200,0812.5.2 Испытание струйного аппарата на линии рециркуляции осевогонасосаПо принятым параметрам исследованного струйного аппарата изготовленокольцевое сопло (см.
рис. 2.2) и установлено на всасывающей линии осевогонасоса ОПВ2-110 циркуляционной насосной станции Новочеркасской ГРЭС.68Характеристика и габаритные размеры осевого насоса показаны на рисунке2.18, схема и установка струйного аппарата – на рисунках 2.19, 2.20.Рисунок 2.18 – Характеристика и габаритные размеры осевого насосаОПВ2-110691 – рабочее колесо насоса; 2 – кольцевой двухповерхностный струйный аппарат;3 – трубопровод линии рециркуляции; 4 – опора струйного насоса;5 – задвижка; 6, 7 – манометрыРисунок 2.19 – Схема установки струйного аппаратаВ процессе испытаний изменялся напор в линии рециркуляции задвижкой 2(рисунок 2.19) и по напору в сопле определялась скорость потока в сопле V0 ирасход в линии рециркуляции Q0. Подсасывающий расход струйным аппаратомQ1 определялся по произведению рабочего расхода линии рециркуляции Q0 накоэффициент эжекции струйного аппарата α0.
Расчёт опытных данных прииспытании струйного аппарата приведен в таблицах 2.13, 2.14.70Рисунок 2.20 – Установка кольцевого струйного аппарата на линии рециркуляцииосевого насоса ОПВ2-110 Новочеркасской ГРЭСВыводы по главеСтепень увеличения кавитационного запаса центробежных и осевыхнасосов при установке струйного аппарата на всасывающей линии сводится красчёту напора и подсасываемого расхода струйных аппаратов и ограничиваетсявозможностью их существующих конструкций, не превышающих по напору 20–25 м, в зависимости от напора в линии рециркуляции и по коэффициенту эжекцииα0 (подсасывающему расходу, зависящему от напора) от 0,1 до 2,5.Центробежные насосы1.
Напорно-расходная характеристика струйного аппарата, снятая передпроведением исследований с центробежными насосами, показала возможность ихиспользования с относительным напором Нг до 0,25 и коэффициентом эжекцииα0 до 2,0.71Таблица 2.13 – Зависимость напора в линии рециркуляции от гидравлических параметров струйного аппарата№Напор вСкорость вРасходп/плиниисопле V0струйногонапор врециркуляцииV0 = ϕ 2gP3аппарата вV022gНн(Р3), м(при ϕ=0,8) , м/сСкоростной Относительный Относительныйсопле, м /ч сопле3Q0 =V0⋅ω0мнапор в сопле,Нн =напор струйногоКоэффициентВеличинаКоэффициентэжекцииподсасываемогогидравлическогорасходасопротивленияструйнымсоплааппаратомς 0 = Нг − 1аппаратаР3Qα0 = 1 (по2V0 2g , Н = 2,38Q0,г2V0 2g рисунку 2.16)ммQ1 = α0⋅Q0,м3/с[23, 31]57,890,693,171,570,75отрицательный отрицательная0,57289,980,805,071,570,46отрицательный отрицательная0,5731111,710,946,981,570,34отрицательный отрицательная0,5741413,231,078,921,560,261,01,070,5651714,581,1810,831,570,211,301,530,5762015,821,2812,751,560,181,501,920,5671172Скорость передлопаткамиподсасываемого потокаVп, м/с2,772,910,4315,013,71,951,51,0961,642,704,130,87113,053,210,5214,013,41,861,31,0721,392,463,760,72123,333,500,6213,012,771,761,21,0211,222,243,430,59133,603,780,7211,512,011,66<01,016<0<0отсутствует отсутствует143,884,080,8510,811,71,53<00,936<0<0отсутствует отсутствует154,164,370,979,611,01,41<00,880<0<0отсутствует отсутствует164,444,671,119,010,601,27<00,848<0<0отсутствует отсутствует174,724,961,258,29,901,13<00,792<0<0отсутствует отсутствует185,005,261,418,09,100,97<00,728<0<0отсутствует отсутствуетмРасходQ2=Q0+Q1, м3/с10Vк22,38 −,2gРасход струйнымаппаратом Q1, м3/сКинетическаяэнергияпотока навходе вколесоVк2,м2gПотенциальнаяэнергияперед входомв насосРасход в соплеQ0 = V0⋅ω0, м3/чКинетическаяэнергия потокаКоэффициентэжекции α0Скорость в сопле V0,м/сПодачаосевогонасоса,тыс.
м3/см3/чСкорость входа наколесо Vк, м/сНапор насоса в линиирециркуляции, мТаблица 2.14 – Зависимость подачи осевого насоса от гидравлических параметров его элементовω0 = 0,08 м2 – площадь поперечного сечения сопла;ωп = 0,653 м2 – площадь поперечного сечения входа на лопатки без площади сечения лопаток.72Примечание. Напор осевого насоса определялся по напорно-расходной характеристике (рисунок 2.18)Vп2,м2g732. Анализ полученного уравнения для исследованных факторов показалмаловлияющую величину на кавитационный запас ∆h и КПД испытываемогоцентробежного насоса – ширину щели в сопле b и длину камеры смешения Lц,которые застабилизированы на относительных величинах b = 0,1 и Lц = 3,30.Наибольшее влияние на ∆h и η оказывают напор в линии рециркуляции Нн(Р3),напор во всасывающем трубопроводе Р1, расстояние от обреза сопла до началакамеры смешения Z и диаметр кольцевого наружного сопла d0/ .3.
Полученные эмпирические зависимости с учётом статистическойзначимости в общем виде и канонической форме 2,43–2,54 дали возможностьпостроить зависимости η и ∆h как функции от d0/ и Р1, по которым определяетсякавитационный запас от 0,3 до 0,7 при Р3 от 5 – 20 м.4. Существенное влияние на кавитационный запас ∆h оказываеткоэффициент эжекции струйного аппарата α0. С увеличением коэффициентаэжекции увеличивается ∆h (от 0,3 при α0 = 1,0 до 0,7 при α0 = 2,0).5. По рисунку 2.17 видно, что при увеличении кавитационного запаса дозначения ∆h = 0,7 величина КПД соответственно падает до η = 34 %.Осевые насосы1.Наоснованиипроведённыхлабораторныхисследованийсцентробежными насосами определены наиболее значимые факторы d0/ , Z, Р3струйного аппарата вышеобоснованные и использованные при исследованиях сосевым насосом.2.Положительнаяработаструйногоаппаратанаблюдаетсяприкоэффициенте эжекции от 1 до 1,5 соответствующим напору в линиирециркуляции от 14 м и выше.3.
Величина увеличения кавитационного запаса осевых насосов происходитза счёт дополнительной кинетической энергии, получаемой от суммарногорасхода струйного аппарата рабочего Q0 и подсасываемого Q1, в данном случаеот 0,59 до 0,87 м.744. При расчёте величины увеличения кавитационного запаса ∆h необходимоучитывать повышенный коэффициент гидравлического сопротивления сопла ζ0 =0,57 испытываемого аппарата в связи с выходом струи не в атмосферу, а вдвижущийся поток засасываемый насосом.5.
Подача осевого насоса, согласно характеристике, соответствует напору ине оказывает существенного влияния на работу струйного аппарата, зависящую восновном от напора в линии рециркуляции в данном случае от 13 до 15 м приподаче от 10 до 12 тыс. м3/ч.753 РАСЧЁТ УВЕЛИЧЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ КАВИТАЦИОННОГОЗАПАСА ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ НАСОСОВЦелью расчёта является разработка с использованием собственныхисследованийилитературныхданных,методикрасчётаувеличениякавитационного запаса центробежных и осевых насосов для всей установки,включая линию рециркуляции и проектную величину геометрической высотывсасывания, и напорно-расходную характеристику насосного оборудования, атакже определение геометрических и гидравлических параметров струйногоаппарата, устанавливаемого на линии рециркуляции перед входом потока нарабочее колесо.3.1 Расчёт увеличения кавитационного запаса центробежных насосовНеобходимость предлагаемого технического решения состоит в том, чтовместо заглублённой насосной станции (рисунок 3.1) строится поверхностная свысокими колебаниями уровня воды в водоисточнике по схеме, показанной нарисунке 3.2.Расчёт увеличения величины «∆h» ограничивается расчётом напораструйного аппарата как исследованной конструкции, так и существующихконструкций, а также параметрами линии рециркуляции, напором «Hн» ирасходом«Q0»,которыезависятотнапорно-расходнойхарактеристикицентробежных насосов.Для примера приводится расчёт насосной станции внешнего водоснабженияпосёлка Янтарный, Ростовской области с насосами 1Д200-95 подачей 200 м3/ч инапором 95 м.76Рисунок 3.1 – Расположение гидромеханического насоснонасосно-силовогооборудования на заглублённойзаглублнасосной станцииСтепень увеличениячения величины «∆h» ограничивается только возможностьюструйного аппарата как исследованной конструкции,конструкции так и существующих, атакже параметрами линии рециркуляции напором «Hн» и расходом «Q0», которыеограничиваются широкими возможностями центробежных насосов.насосов1 – всасывающий трубопровод;трубопровод 2 – струйный аппарат; 3 – рабочий трубопровод;4 – нагнетательный трубопровод; 5 –- насос-нагнетательнагнетатель;6 – задвижка на рабочем трубопроводе;трубопроводе 7 – задвижка на соединительном трубопроводе;8 – соединительный трубопровод; 9 – напорныйный трубопроводРисунок 3.2 – Схема включения струйных насосов во всасывающиетрубопроводы центробежных насосовРасчётная схема центробежного насоса со струйным аппаратом навсасывающей линии приведена на рисунке 3.3.77Рисунок 3.3 – Расчётная схема струйной установки с насосом 1Д200-95Расчёт проводится в следующей последовательности:1) по исходным данным (таблица 3.1) определяется, по схеме, необходимаявеличина кавитационного запаса;2) рассчитывается по заводской характеристике возможный кавитационныйзапас;3) определяется разность необходимого и возможного кавитационныхзапасов;784) по зависимостям (2.31) – (2.36) (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
