1980 - Динамика насосных систем (554324), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В результате сюиенвя частоты "площадка" с постоянным'эначенаем о~ меду двумя пакамв давленая увеличивается. Характерная черта разрынных колебаний состоит в том, что мнннщм входного давленая ограничен велнчнной, прк которой происходит кавитациопкый срыв режвма работы насоса при установившемся расходе чере.-, насос, поэтощу колебанвя входного давления несиыметричны относительно средней величины. Непосредственно перед возникновением раарывных колебанвй на всех режимах по юдг в насосе самопроизвольно возникают высокочастотные с небольшой амплитудой колебания входного и выходного давления, которые хорошо видны на рис.2,а. Частота этих колебаний изменяется от 1!О до 250 Гц в зависимости от числа оборотов и величинн входного давления и удовлятворительно обобщается в координатах — -эу ,Ока не ааввсыт от режимного параметра и длины У э ущэ' входного трубопровода.
Влияние частоты вращения вала насоса на устойчивость насосной системы к кавитационным автоколебаниям определялось при испитанви насоса с коротким входным трубопроводом ( 8к,. ~р = 0,91 и). ЗкспесЗвмевтн пЗроводилисЗь ыа частотах вращения и, равных 25 10 ; 20 10 ; 15 10 и 10.10 сб/мин при сохранении постоянным расходного параметра шу (-ж- -глплг).Опыты показали, что границы устойх и/ чивости, построенные в координатах жг - ф„,г, не изменяются при изменений частоты вращения, т.е.
соблюдается подобие аитоколебательных режимов по частоте эрвпения, что сощпалпет с выводами работы lУ. Следовательно; параметры ф и и пгниг, првмененные ранее для описания обратных токов (см. хЗУ), позволяют также обобщать и границы устойчивости. Таким обрааом, в настоящей работе кроме экспериментальных границ областей устойчивости насосной системы выявлены некоторые особенности, касахщиеся связи автоколебаний с обратными токами, влияние в чистой виде длин входной и напорной магистралей на характер автоколебзний и границы устойчивости, обнаружены режимы жесткого нозбуидения.
1, Брамблетт, Ноулс, Сак. Исследование динамики кавитационных и наварных характеристик системы подачи двигателя У = 2, — Вопр. ракетной техники, 1957, . 5, с.2' 4о. 2. Натакзон Ы.С., Вальцев Н.И., Баланов Ь.Ь. н др. Зкспериментальные исследоваййя кавнтационййх колебаний шнеко-центробежного насоса. — Изэ. АН СССР, Знергетика и транспорт, ! 97З, 2, с.1Ых!57. 3.
!ллипенко В.В., Иванов Я.Н,, Задонцев В.А. Экспериментальное псследозакке влйяййя констр)ктквных параметрой высокооборотного вязко-центробежного насоса ка кавитационные автоколебания.— Косм.исследования на украине, !97с, .: 7, с.!З-!7. 4. Вальченко А;В., Рынковенко Н.Л. Блинные предвключенного „олеса на пульсациойнйе харзктепистийи ыасоса.
Н кн.: Лопастные насосы. Л.: Маавностпоенве, 1975, с 174-181. 5. Пзлнпенко В.В., Задонцев 3.1., Натайэон М.С. Кавитационные азтоколебания и дднамйка гидрооистем. — М.: Машвностроение, 1977.- 352 с. 6. Козелков В.П., Мрвмочквн А.Ф. Вкспериментальное нсследованне каввтационных автоколебаний з гвдравлвческой системе. — В кн.: Кавитационные автоколебанвя в насосных системах. Ч.1. Киев: Наук.
думка 1376, о 71-80. 7. эрнов 1).С. Модель кавитационных автоколебанэй в насосах, работеацвх на реийыах с обратными токами. - В кн.: Кавитационные азтоколебанкя н дзнамвка гидросистем. Квев: Наук.думка, 1Й7, с.!6-25 8. Высокооборотные лопаточные насосы / Под ред. Б.В.Овсянникова, В,Ф.Чебаенского. - М.: Машиностроенве, 1915. — 335 с. УЛК 532.5:621.22 Н.И.Ловготько ОБ ОКНОМ СЛУЧАЕ ИССЛЕКОНАНИН УСТОКЧИВОСТИ СИСТЕМЫ ШИБКО-ПЕНТРОБКЛННЙ НАСОС вЂ” ТРУБОПРОВОЛЫ ПО СТНОШЕНИВ К ЬАВИТАЦИОННЫМ АВТОКОЛЬВАНИЯМ В работе ЛУ представланы результаты экспериментального исследования навигационных автоколебанвй в системе шнеке-центробеиный насос - трубопроводы, в частноста приведены границы областей устойчивости свстемы для шыека с переменным шагом в уменьшавшимся по диане шнека нарувным двэметром (прн постоянном дваметре втулки анака).
При иоследованин казитацвонных колебаний в указанной системе для шнеков с постояннымн но длине значениями шага, наруиного диаыетра и диаметра втулки в работах 42-47 было получено удовзетзорнтельное согласование расчетных и экспериментальных частот колебаний н границ областей устойчввости системы. В связи с этвм предстанляет интерес пронести в раыках предлоизнной в УПl нестационарной модели кавнтационннх колебаннй теоретическое исследованве устойчивости системы шнено-центробежный насос - трубопроводы по отновенвш к кавигационным колебааням применительно к шнеку с переменным шагом и уменьшашщимоя по длине шнека нарухным диаметром (прв постоянном диаметре втулки шнека) с послелующим сравнением расчетных и приведенных в Е(У экспериментальных границ областей устойчивости.
Напомним, что,согласно йУ, уравнение границы области устойчиности системы в плоскости парэметроэ кавитационного сопротивления при входе кздкости в межлопаствые канелы шнека Ю, - упругость кавитационных каверн в межлопастннх каналах шнека У) вмеет следу мшзй вид (при числе оборотов насоса л= гулзг): у =-,у-у т, р+ — )-— ху .ф ) дгл г-л г -л/ ° ФУ /Ф4 г где л" - ; л = ; У вЂ” объем казнтационных каверн л ФУл /др л УУл/дф ' и в макиопастнйх кайалах шнека; 4 — расход через насос> л — давлех ние на входе в насос) ~~, ,у — коэффициенты линеаризованного г~дл равлического оопротивления питающего и напорного трубопроводов; у — тангенс угла накдона касательной к зависимости напора насоса от расхода через насос) .~~ - коэффициент инерционного сопротнвленвя питающего трубопровода; Т вЂ” постоянная времени кавитаплонных каверн в меилопастннх кайвлах шнека.
Приведенное уравнение позволяет рассчитать границы области устойчивости не только в плоскости параметров $~ - л , но и в плоскости режимных параметров, в частности 4/4„ - ф или я †,ж, где з - параметр режиьв. Учитывая конструктивные особенности шнека, а также режимы работы, на которых зафиксированы кавитационыне автоколебанвя,— режимы с обратными токами ~У, целесообразно при расчете границ областей устойчивости использовать предложенный и работах /4-47 экспериментально-расчетный способ определения упругости кавитацнонных каверн у~ и кавитационного сопротивлензя ф во входной Уее л,уя части шнеке-центробежного ыасоса.
Согласно этому способу, зависимость упругости кввятационных каверн от входного давления и разима работы У~„, ,уч'р„ 4'! можно получить ыа основания экспериментальных зависимостей частот навигационных колебаний / от вхолного давления Ль и режима работы у. Ъспериментальные зависямости / /Гр~, 4>» были аппроксимированы линейыой функцией У = ',~,э -,л ),л , коэффициенты которой ° ~, и,е. определялись обработкой экспериментальных точек по методу наименьших квадратов (ру — входное давлеыие, соответствующее кввитационноыу срыву насоса по второму критическому режиму).
и :жспериментальяые зависимости частот кавитационннх колебаний от входного давления и режима работы, а такие другие исхолные данные, необходимые для расчета границ областей устойчивости, были любфзнс предоставлены Н.С.бршовыы. !О Упругость навигационных каверн в етом случае определялась ка» =-сиам~~--(гд)У, Ы ГР, - Р,,ж,! .1~ Далее, следуя акспериментально-расчетнощу способу определение параметров Х~,, и Ю, , получим ныраиения для суммарного обьема кавитапионных каверн й кавитационного сопротивления во входной чести шнеко-центробежного насоса: т Г 1 и = 'е 7л~.(~.~ .с, '~У ! А Р~грл)'А ~Ф~~им "/'с ~ш !, -, Г~е-а..! гу'1 У~Р,У~ фу ! У~К ~1сР~~ 'и т Г ФФ ' — ! -о'-» ~г гю ~! ' I' ,~ Р е ° / Р!ел ле у,ее /Рл У где Рт - давление, соответствующее военикыовению кавитации в насосе. Поскольку параметры ~~ и У определялись акспериментальыорасчетном способом, постоянную времени 7', также вдодящую в уравнение границы области устойчивости, следует полагать постоянной времени суммарного обьеев каынтационных каверн во~входной части' шнеке-центробежного насоса.
При етом ее величина рассчитаналась согласно нестационарной модели канитационных колебаний, разработанной для режимов частичной канитации. Формула для постоянной времени имеет следукщий нид Ду: а Гй свл у,/~ 7 - к / l ~г~ -л — — у-! Р где Е„ — длина кавитеционной каверны! с~ — относительная скорость жидкости при нходе в межлопастннв каналы шнека; Р я /г~; ы - отl носительная скорость жидкости в сечении решетки пластин, гд аканчивается рост высоты кавитационной каверны; 6 — угол атаки! К /Р -Р '7 — - часло кавитации1 Рл - давление насыщенных паров яидяости„,о -' ве плотность. Число навигации 4 в данном случае определялось слеяухщим обраеом: Р/ "Ртс т Рм ср.
т Теоретическое еначенив сср т рассчктнналось по формуле /Т7: Р.тссм с/р/Р- с) 4 ср. т т ~ссср где Р— угол установки лопасти шнека. Приведем исходнвв для расчета границ областей устойчивости (см.также работу Л7). Параметры шнека следующие: шаг входного участка У 3,2 см; наружный диеметр входного участка У Е,7 сы; диаметр втулки т/й " 1,3 см; число ааходов л 2. Коэуфициенты аппРоксимации дхн фУнкции У У/Рт, 47: / -/ РЯ244тРЛ вЂ” 4 П47т/4М7, ,Р 4 Рятб 4' Р . 4 РЖ/1/(/ф + 4 тт', где Р - удельный вес коды; р О,ОО! кг/сме. 3авиаимость Рт - У/4/ представлена в виде ВвРежение дла Ртрс, пслУченное аппРоксимацией пРеястанленной в работе /37 графической зависимости коэффициента начальной кавитации Лл „ от режима работы ю (в диапазоне лт О+0,5), имеет вид ,р =4/тт4,(с-4УХ4/'Ф4Ф.
Остальные исходные данные: 'т = 3,о515 !О е с /см (короткий питающий трубопровод) 1 Об,б 1О е с /см (яхини.т питающий трубопровод); х - 'а Р/ й, мпх его хш 055 ,и 025 455 . пхе дм а4е ф где я5 0,008 с lкг ом2 — кош))рициевт характеристика гидравличе- 2 ского сопротивления питающего трубопровода; тл. ~-~, где р 28 + л я + 1,645 - 0,31 4 у — капор ыасоса; л 1,8 — 0,82 ф'5 г~- = 10 8 кг с21см4! р 0,024 кгУсм2. На рисунке представлены результаты сравнения рас*етных (сплошные лвыив) и принеденных в работе ЛУ екопериментальннх (штриховые линии) границ областей устойчивости системы в плоскости параметров и -,ех соответстненно для, короткого (55 0,9 м) и плннного (5 8,80 м) питахщего трубопровода (на рисунке помечены соответственно индексами 1 и 2). Првведенные, как и аналогичные ранее опубликованные данные 52-4У, свидетельствуют о том, что применение нестационарной модели навигационных колебаний для расчетов границ областей устойчивости системы повволяет получать приемлемые количественные разула.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
