Задания для практических занятий и консультаций

Теоретический материал:

Условием надежной эксплуатации насосных агрегатов является отсутствие кавитации на различных режимах его работы. С этой целью нормальные условия работы насосного оборудования обеспечивается созданием на входе в насос избытка удельной энергии жидкости над давлением насыщенных ее паров.

Явление кавитации заключается в образовании в жидкости парогазовых пузырьков в тех участках потока, где местное давление понижаясь, достигает критического значения. В качестве критического давления, при котором возникает кавитация, обычно принимают давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости при данной температуре. Падение давления ниже давления, соответствующего температуре парообразования, приводит к различной степени перегрева жидкости в зависимости от ее температуры и физических свойств. Перегрев высвобождает необходимое для парообразования тепло.

Понижение местного давления ниже давления, соответствующего началу кавитации в проточной части центробежного насоса, может происходить в результате добавочных потерь на входном участке насоса, увеличения скорости жидкости вследствие увеличения числа оборотов, отрыва или сжатия потока.

Часть объема, подаваемого насосом, становится заполненной парами жидкости, в результате чего происходит падение напора, уменьшение расхода перекачиваемой жидкости, снижение КПД, увеличение вибраций и шума. Кроме того, при попадании образовавшейся при кавитации двухфазной жидкости в область повышенного давления происходит конденсация и заполнение парогазовых объемов жидкостью с большой скоростью, что приводит к явлению местного гидравлического удара.

Совокупность местных гидравлических ударов в момент завершения конденсации паровых объемов, находящихся на поверхности твердого тела, приводит к эрозионному разрушению металла.

Нормальные условия работы центробежных насосов могут быть обеспечены созданием на входе в насос избытка удельной энергии над давлением насыщенных паров подаваемой жидкости (подпорные насосы, использование особенностей рельефа местности, заглубление).

Пример №1.

Q-H характеристика насоса НМ 1250-260 с диаметром рабочего колеса 440 мм имеет вид : H=331-0,451·10^-4Q², а другой насос той же марки, но с диаметром рабочего колеса 465 мм имеет вид : H=374-0,451·10^-4Q². Какую характеристику будет иметь система этих двух насосов, соединенных последовательно? Какую характеристику будет иметь система этих двух насосов, соединенных параллельно?

Решение:

Для последовательного соединения насосов:

H=(331+374)-2·0,451·10^-4Q² = 705-0,902·10^-4Q²

Для параллельного соединения насосов:

где H<331 м,

Если H=331 то,

, откуда находим, что м³/ч.

Если H=300 то,

, откуда находим, что м³/ч

                                          Q₁

                                                      Q₂

Пример №2.

 (Q-H)- характеристика насоса НМ 1250-260 с диаметром рабочего колеса 465 мм имеет вид H=369,7-0,451×10^-4Q² ([Н] м; [Q] м³/ч).Какую характеристику будет иметь тот же насос, если его рабочее колесо обточить до 440 мм?

Решение:

Пример №3.

(Q-H)- характеристика насоса НМ 1250-260 диаметром рабочего колеса 465 мм имеет вид H=369,7-0,451×10^-4Q². На сколько мм нужно обточить рабочее колесо насоса, чтобы при той же подаче насос развивал напор на 40 м меньше?  

Решение:

Из уравнения находим, что, т.е. нужна обточка на 26мм.

Пример №4.

(Q-H)- характеристика центробежного насоса имеет вид H=331-0,451×10^-4Q²  ([H],м;[Q] м³/ч). Перекачка ведется с расходом Q=1000 м³/ч. Какой перепуск нефти через насос убрать, чтобы при той же подаче снизить дифференциальный напор насоса на 15м?

Решение:

Определим дифференциальный напор, развиваемый насосом с исходной характеристикой.

Находим, что  м³/ч.

Задачи:

1.(Q-H) характеристика центробежного насоса НМ360-460 имеет вид H=540-0,617×10^-3×Q². Какую характеристику будет иметь система двух таких насосов, соединенных последовательно?

2.(Q-H) характеристика центробежного насоса НМ360-460 имеет вид H=540-0,617×10^-3×Q². Какую характеристику будет иметь система двух таких насосов, соединенных параллельно?

3.(Q-H) характеристика центробежного насоса с диаметром D₀=490 мм имеет вид H=545,6-0,617×10^-3×Q².При расходе 350 м³/ч насос развивает напор 470 м, что на 70 м больше, чем требуется для перекачки нефтепродукта по участку трубопровода. На сколько нужно обточить рабочее колесо насоса, чтобы при указанном расходе напор составлял 400 м?

4.(Q-H) характеристика центробежного насоса при частоте вращения вала ротора n₀=2500 об/мин имеет вид H=545,6-0,617×10^-3×Q².При расходе 350 м³/ч насос развивает напор 470 м, что на 70 м больше, чем требуется для перекачки нефтепродукта по участку трубопровода. На сколько нужно изменить частоту вращения вала ротора насоса, чтобы при указанном расходе напор составлял 510 м?

5.(Q-H) характеристика центробежного насоса НМ1250-260 при частоте вращения вала ротора n₀=3000 об/мин имеет вид H=331-0,451×10^-4×Q². Какую характеристику будет иметь тот же насос, если частоту вращения вала его ротора снизить до 2800 об/мин?