СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО ЗАПАСА НАСОСА Российский патент 2006 года по МПК F04D29/66 

Изобретение относится к насосостроению, в частности для измерения кавитационного запаса насоса, перекачивающего углеводородную смесь.

Известно, что условием надежной работы насоса является отсутствие кавитации. Для этого необходимо поддерживать на входе в насос определенный избыток давления над давлением упругости паров перекачиваемой жидкости.

Известно техническое решение для измерения кавитационного запаса насоса (см. Букринский A.M., Модникова В.В. Прибор для измерения кавитационного запаса циркуляционных насосов // Энергомашиностроение. - 1968. - №8. - С.36-43), включающее баллончик 1, трубопровод 2, дифференциальный манометр 3 и импульсные трубки 4.

Однако известное техническое решение при измерении кавитационного запаса насоса не учитывает теплофизические свойства перекачиваемой углеводородной смеси.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения кавитационного запаса насоса, перекачивающего углеводородную смесь, заключающийся в том, что в трубопроводе перед насосом размещают баллончик, который предварительно заполняют перекачиваемой жидкостью, обеспечивая в полости баллончика соотношение паровой и жидкой фаз, равным или близким к соотношению фаз в проточной части кавитационной зоны насоса, при этом соотношение паровой и жидкой фаз в баллончике и кавитационной зоне устанавливают с учетом теплофизических свойств жидкости и измеряют дифференциальным манометром перепад давления на входе в насос и в баллончик (SU 1054573 А, Институт ядерной энергетики АН БССР, 15.11.1983).

Однако известный способ не может быть эффективно использован при измерении кавитационного запаса насоса, перекачивающего углеводородную смесь переменного компонентного состава.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа путем учета физических и термодинамических свойств перекачиваемого углеводородной смеси переменного компонентного состава.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения кавитационного запаса насоса, перекачивающего углеводородную смесь, заключающемся в том, что в трубопроводе перед насосом размещают баллончик, который предварительно заполняют перекачиваемой жидкостью, обеспечивая в полости баллончика соотношение паровой и жидкой фаз равным или близким к соотношению фаз в проточной части кавитационной зоны насоса, при этом соотношение паровой и жидкой фаз в баллончике и кавитационной зоне устанавливают с учетом теплофизических свойств жидкости и измеряют дифференциальным манометром перепад давления на входе в насос и в баллончик, согласно изобретению адекватное соотношение паровой и жидкой фаз в баллончике и кавитационной зоне устанавливают, пользуясь формулой

для области

и

для области

,

где - критерии тепловой кавитации, ;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

ρ - плотность жидкости, кг/м³;

с_р - удельная теплоемкость жидкости, Дж/кг·К;

r - скрытая теплота парообразования, Дж/кг;

- наклон кривой насыщения, К/Па;

V_п, V_ж - соответственно удельный объем пара и жидкости.

На чертеже приведен общий вид устройства для измерения кавитационного запаса насоса, в котором может быть реализован описываемый способ.

Устройство содержит баллончик 1, трубопровод 2, дифференциальный манометр 3, импульсные трубки 4 и вентили 5 и 6.

Реализация способа заключается в следующем.

Баллончик 1 устанавливают во всасывающем патрубке насоса в вертикальном положении. Производится подготовка баллончика 1 к работе: открываются вентили 5 и 6, баллончик 1 продувается перекачиваемой жидкостью в атмосферу до полного удаления воздуха. После этого закрывается вентиль 6, а затем вентиль 5. Через вентиль 6 из баллончика 1 выводится часть жидкости для образования контролируемого парового пространства. Во внутренней полости баллончика 1 устанавливается давление, равное давлению упругости пара при заданном соотношении паровой и жидкой фаз и температуре жидкости на входе в насос. Перепад давления, измеренный дифференциальным манометром 3, подключенным к трубопроводу и баллончику, является тем избытком давления - кавитационным запасом, который необходимо контролировать для исключения кавитации насоса.

Заданное соотношение определяется по вышеприведенным формулам. Контроль парового пространства осуществляют с помощью измерения объема выводимой из баллончика 1 части жидкости.

Использование предлагаемого способа позволит измерять кавитационный запас насоса с учетом теплофизических свойств жидкости переменного компонентного состава.

Изобретение может быть использовано для измерения кавитационного запаса насоса, перекачивающего углеводородную смесь. Способ измерения заключается в том, что в трубопроводе перед насосом размещают баллончик, который предварительно заполняют перекачиваемой жидкостью, обеспечивая в полости баллончика соотношение паровой и жидкой фаз равным или близким к соотношению фаз в проточной части кавитационной зоны насоса. Соотношение паровой и жидкой фаз в баллончике и кавитационной зоне устанавливают с учетом теплофизических свойств жидкости и измеряют дифференциальным манометром перепад давления на входе в насос и в баллончик. Адекватное соотношение паровой и жидкой фаз в баллончике и кавитационной зоне устанавливают, пользуясь расчетными формулами. Изобретение направлено на повышение эффективности способа путем учета физических и термодинамических свойств перекачиваемого углеводородного сырья переменного компонентного состава. 1 ил.

Способ измерения кавитационного запаса насоса, перекачивающего углеводородную смесь, заключающийся в том, что в трубопроводе перед насосом размещают баллончик, который предварительно заполняют перекачиваемой жидкостью, обеспечивая в полости баллончика соотношение паровой и жидкой фаз, равным или близким к соотношению фаз в проточной части кавитационной зоны насоса, при этом соотношение паровой и жидкой фаз в баллончике и кавитационной зоне устанавливают с учетом теплофизических свойств жидкости и измеряют дифференциальным манометром перепад давления на входе в насос и в баллончик, отличающийся тем, что адекватное соотношение паровой и жидкой фаз в баллончике и кавитационной зоне устанавливают, пользуясь формулой

для области

и

для области ,

где - критерии тепловой кавитации, ;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

ρ - плотность жидкости, кг/м³;

с_р - удельная теплоемкость жидкости, Дж/кг·К;

r - скрытая теплота парообразования, Дж/кг;

- наклон кривой насыщения, К/Па;

V_п, V_ж - соответственно удельный объем пара и жидкости.