СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО ЗАПАСА НАСОСА Российский патент 2007 года по МПК F04D9/00 F04D29/66 

Описание патента на изобретение RU2301359C1

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

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, трубопровод, дифференциальный манометр и импульсные трубки.

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

Наиболее близким техническим решением является способ измерения кавитационного запаса насоса, включающий измерение разности давлений на входе в насос и пара в кавитационной зоне перекачиваемой жидкости, инициируемого вне проточной части насоса с помощью кавитационной трубки типа Вентури с пережатым сечением, размещенной на байпасной линии (см. Пешкин М.А. Кавитационная трубка для определения давления насыщенного пара жидкости. Приборы для исследования физических свойств газов, жидкостей и контроля теплоэнергетических параметров. Сборник ЦИТЭИН. Передовой научно-технический и производственный опыт. Вып.10. Москва, 1961, с.14-18).

Недостаток - известное техническое решение не учитывает условий адекватности неравновесности кавитирования в кавитационной трубке и в насосе, что вносит неточность в измерение кавитационного запаса насоса.

Задача изобретения - повышение эффективности способа путем учета условий неравновесности кавитирования в насосе и повышения достоверности измерения кавитационного запаса насоса.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения кавитационного запаса насоса, включающем измерение разности давлений на входе в насос и пара в кавитационной зоне перекачиваемой жидкости, инициируемого вне проточной части насоса с помощью кавитационной трубки типа Вентури с пережатым сечением, размещенной на байпасной линии, согласно изобретению на байпасной линии с размещенной на ней кавитационной трубкой с пережатым сечением обеспечивают с помощью запорных кранов, вспомогательного насоса и расходомера перепуск части жидкости, экспериментально устанавливают зависимость предельного расхода жидкости через трубку от давления на входе qпр=qпр(Pвх), предварительно определяют давление насыщенных паров жидкости Ps при температуре перекачки и, пользуясь формулами

определяют время нахождения жидкости в метастабильном состоянии в кавитационной трубке от расхода. τтртр(qпр) и по времени нахождения жидкости в метастабильном состоянии в насосе, вычисляемого по формуле

определяют предельный расход qпр, обеспечивающий адекватность неравновесных (метастабильных) условий кавитации в насосе и кавитационной трубке, который с помощью кранов устанавливают на кавитационной трубке, после чего измеряют дифференциальный перепад давления - разность давления на входе насоса и давления в горловине (каверне) трубки, определяющий искомый кавитационный запас насоса,

где ds - диаметр сечения кавитационной трубки, в котором давление равно давлению насыщенных паров;

Dвх - диаметр входного сечения кавитационной трубки;

Pвх - давление на входе кавитационной трубки;

Ps - давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости;

ρ - плотность жидкости;

qпр - предельный объемный расход при заданном давлении на входе Рвх;

τтр - время нахождения жидкости в метастабильном состоянии в кавитационной трубке;

dгор - диаметр горловины кавитационной трубки;

L - длина конфузорной части кавитационной трубки (от входа до горловины);

τнас - время нахождения жидкости в метастабильном состоянии в насосе;

lлоп - длина лопасти насоса;

Qнас - расход жидкости через насос;

D1 - диаметр входа в рабочее колесо насоса;

dвт - диаметр втулки рабочего колеса;

n - число оборотов насоса.

Операции, позволяющие определить зависимость qпр=qпрвх) и соответственно предельный расход жидкости при заданном давлении Ps, выполняются аналогично процедуре, описанной в книге Аразумова Э.С. Кавитация в местных гидравлических сопротивлениях. Москва, Энергия, 1978, с.124-126.

На фиг.1 приведена схема для измерения кавитационного запаса насоса.

На фиг.2 - кавитационная трубка.

Схема измерения включает магистральный трубопровод 1, вспомогательный насос 2, задвижки (краны) 3, расходомер 4, байпасную линию 5, кавитационную трубку 6, дифференциальный манометр 7 и насос 8.

Способ реализуется следующим образом.

Кавитационную трубку 6 размещают на байпасной линии 5 и вспомогательным насосом 2 через расходомер 4 с помощью запорных кранов 3 устанавливают экспериментально зависимость предельного расхода подаваемой жидкости через кавитационную трубку от давления на входе qпр=qпрвх), предварительно определяют давление насыщенных паров жидкости Ps при температуре перекачки и, пользуясь формулами (1) и (2), определяют время нахождения жидкости в метастабильном состоянии в кавитационной трубке от расхода τтртр(qпр) и по времени нахождения жидкости в метастабильном состоянии в насосе, вычисляемому по формуле (3), определяют предельный расход через трубку qпр, обеспечивающий адекватность неравновесных (метастабильных) условий кавитации в насосе и кавитационной трубке, после чего измеряют с помощью дифманометра 7 дифференциальный перепад давления - перепад давления на входе насоса и давления в каверне (горловине) трубки, определяющий искомый кавитационный запас насоса.

Выполненные сравнительные расчеты по вышеприведенным формулам показывают, что учет условий неравновесности позволяет повысить достоверность измерения величины кавитационного запаса насоса.

Похожие патенты RU2301359C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ЯДЕР КАВИТАЦИИ ЖИДКОСТИ 2003
  • Станев В.С.
  • Гумеров А.Г.
  • Рахматуллин Ш.И.
  • Карамышев В.Г.
RU2256895C1
УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИСТЕЧЕНИЯ СЖИЖЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ГАЗОВ 2011
  • Гумеров Асгат Галимьянович
  • Рахматуллин Шамиль Исмагилович
  • Коркишко Александр Николаевич
  • Карамышев Виктор Григорьевич
RU2464484C1
Универсальный стенд для испытаний насосов, насосных агрегатов и их систем 2021
  • Маркин Валерий Алексеевич
  • Думболов Джамиль Умярович
  • Ганин Вячеслав Сергеевич
  • Середа Владимир Васильевич
  • Рушкин Николай Сергеевич
  • Панасян София Александровна
RU2778768C1
Устройство для определения кавитационной способности жидкостей 1977
  • Щербатенко Игорь Вадимович
  • Шапиро Анатолий Семенович
  • Сапрыкина Любовь Петровна
SU693158A1
Устройство для определения кавитационных характеристик насоса 1984
  • Ермашкевич Василий Никитович
  • Хруцкий Анатолий Викторович
  • Шелудяков Евгений Гаврилович
  • Разоренов Валерий Дмитриевич
SU1236167A1
Стенд для кавитационных испытаний насосов 1981
  • Бякишев Владимир Александрович
  • Шелудяков Евгений Гаврилович
SU973929A1
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА 2004
  • Шеин Евгений Борисович
  • Шеин Александр Евгеньевич
  • Шеин Евгений Евгеньевич
RU2277645C2
Способ определения критического кавитационного запаса лопастного насоса 1980
  • Шапиро Анатолий Семенович
  • Исаев Владимир Николаевич
  • Карабанов Валентин Петрович
  • Леонтьев Сергей Николаевич
SU901626A1
СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ВОДОГАЗОНЕФТЯНОЙ СМЕСИ 1992
  • Артемьев В.Н.
  • Борисов К.Б.
  • Латыпов А.Р.
  • Галанцев И.Н.
  • Ибрагимов Г.З.
  • Хисамутдинов Н.И.
  • Борисов В.Б.
  • Лидер В.А.
  • Поднебесов А.В.
RU2020371C1
Способ исследования кавитационных явлений в технологических жидкостях и стенд для его осуществления 2022
  • Ефремов Денис Викторович
  • Уваров Сергей Витальевич
  • Банникова Ирина Анатольевна
  • Наймарк Олег Борисович
RU2796207C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 301 359 C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КАВИТАЦИОННОГО ЗАПАСА НАСОСА

Изобретение относится к насосостроению, в частности к измерению кавитационного запаса насоса (Н). Способ заключается в измерении разности давлений на входе в Н и пара в кавитационной зоне перекачиваемой жидкости (Ж), инициируемого с помощью кавитационной трубки (КТ) типа Вентури с пережатым сечением, размещенной на байпасной линии. На байпасной линии обеспечивают с помощью запорных кранов, вспомогательного В и расходомера перепуск части Ж. Экспериментально устанавливают зависимость предельного расхода Ж через КТ от давления на входе. Предварительно определяют давление насыщенных паров Ж при температуре перекачки и, пользуясь соответствующими формулами, определяют время нахождения Ж в метастабильном состоянии в КТ от расхода. По времени нахождения Ж в метастабильном состоянии в Н, вычисляемого по соответствующей формуле, определяют предельный расход через КТ, обеспечивающий адекватность неравновесных (метастабильных) условий кавитации в Н и КТ, который с помощью кранов устанавливают на КТ. Измеряют дифференциальный перепад давления - разность давления на входе И и давления в горловине (каверне) КТ, определяющий искомый кавитационный запас Н. Изобретение направлено на повышение эффективности способа путем учета условий неравновесности кавитирования в Н и повышения достоверности измерения кавитационного запаса Н. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 301 359 C1

Способ измерения кавитационного запаса насоса, включающий измерение разности давлений на входе в насос и пара в кавитационной зоне перекачиваемой жидкости, инициируемого вне проточной части насоса с помощью кавитационной трубки типа Вентури с пережатым сечением, размещенной на байпасной линии, отличающийся тем, что на байпасной линии с размещенной на ней кавитационной трубкой с пережатым сечением обеспечивают с помощью запорных кранов, вспомогательного насоса и расходомера перепуск части жидкости, экспериментально устанавливают зависимость предельного расхода жидкости через трубку от давления на входе qпр=qпрвх), предварительно определяют давление насыщенных паров жидкости Ps при температуре перекачки и пользуясь формулами

определяют время нахождения жидкости в метастабильном состоянии в кавитационной трубке от расхода τтртр(qпр) и по времени нахождения жидкости в метастабильном состоянии в насосе, вычисляемого по формуле

определяют предельный расход через трубку qпр, обеспечивающий адекватность неравновесных (метастабильных) условий кавитации в насосе и кавитационной трубке, который с помощью кранов устанавливают на кавитационной трубке, после чего измеряют дифференциальный перепад давления - разность давления на входе насоса и давления в горловине (каверне) трубки, определяющий искомый кавитационный запас насоса,

где ds - диаметр сечения кавитационной трубки, в котором давление равно давлению насыщенных паров;

Dвх - диаметр входного сечения кавитационной трубки;

Pвх - давление на входе кавитационной трубки;

Ps - давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости;

ρ - плотность жидкости;

qпр - предельный объемный расход при заданном давлении на входе Рвх;

τтр - время нахождения жидкости в метастабильном состоянии в кавитационной трубке;

dгор - диаметр горловины кавитационной трубки;

L - длина конфузорной части кавитационной трубки (от входа до горловины);

τнас - время нахождения жидкости в метастабильном состоянии в насосе;

lлоп - длина лопасти насоса;

Qнас - расход жидкости через насос;

D1 - диаметр входа в рабочее колесо насоса;

dвт - диаметр втулки рабочего колеса;

n - число оборотов насоса.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2301359C1

ПЕШКИН М.А
Кавитационная трубка для определения давления насыщенного пара жидкости
Приборы для исследования физических свойств газов, жидкостей и контроля теплоэнергетических параметров
Сборник ЦИТЭИН
Передовой научно-технический и производственный опыт
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами 1921
  • Богач В.И.
SU10A1
- М., 1961, с.14-18
Стенд для кавитационных испытаний насосов 1981
  • Бякишев Владимир Александрович
  • Шелудяков Евгений Гаврилович
SU973929A1
Устройство для измерения статической составляющей кавитационного запаса насоса 1982
  • Шидлович Александр Васильевич
  • Ломашев Борис Иванович
  • Бойко Леонид Дмитриевич
  • Аверьянов Андрей Андреевич
SU1054572A1
Устройство для измерения статической составляющей кавитационного запаса насоса 1987
  • Гуренко Виктор Павлович
  • Дорняк Роальд Феликсович
  • Левицкий Михаил Петрович
  • Чурсин Герман Иванович
SU1435816A1
Способ определения статической составляющей кавитационного запаса насоса 1984
  • Щербатенко Игорь Вадимович
  • Шапиро Анатолий Семенович
  • Водяницкий Владимир Петрович
  • Сапрыкина Любовь Петровна
SU1216431A1

RU 2 301 359 C1

Авторы

Гумеров Асгат Галимьянович

Рахматуллин Шамиль Исмагилович

Карамышев Виктор Григорьевич

Садуева Гульмира Худайбергеновна

Даты

2007-06-20Публикация

2005-09-07Подача