Способ определения КПД насоса Советский патент 1984 года по МПК F04D15/00 G01L3/26 

Изобретение относится к энергетике, конкретно к способам испытаний энергетических машин, в частности центробежных насосов, а также вентиляторов, компрессоров и других видов центробежных нагнетателей. Известен способ определения КПД центробежного насоса 1, путем измерения давлений рабочего тела на входе в насос и на выходе из насоса, расхода нагнетаемого рабочего тел и мощности, потребляемой насосом, с последующим вычислением КПД по формуле о 102-N где 7 коэффициент полезного действия; Q - расход нагнетаемого рабочего тела, Н - напор насоса, равный Н Pj - гидростатическое давление рабочего тела на выходе из насоса, мм вод. ст.; PJ - гидростатическое давление рабочего тела на входе в насос, мм. вод. ст.; Т - плотность рабочего тела, , N мощность приводного двигателя, кВт. Недостатком способа является то, что он очень трудоемок, особенно в части измерения расхода рабочего тела; требует установки специальных измерительных устройств для определения расхода нагнетаемого рабочего тела, что создает дополнительные потери напора и мощности. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения КПД насоса, путем прокачки рабочего тела через насос, измерение давления и температуры на входе и выходе из насоса и вычисление КПД по измеренным параметрам 2. Известный способ обладает низкой точностью определения КПД, обусловленной малой величиной разности измеряемых температур; высокой трудоемкостьк) обработки результатов испытаний; невозможностью непосредственного измерения и отображения простыми аппаратурными средствами величины КПД. Цель изобретения - повышение точноУказанная цель достигается тем, что согласно способу определения КПД насоса путем прокачки рабочего тела через насос, измерения давления и температуры на входе и выходе из насоса и вычисления КПД по измеренным параметрам, частЬ рабочего тела после выхода из насоса дросселируют до давления на входе, а температуру на выходе из насоса определяют в дросселированном потоке и используют ее значение для вычисления КПД. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - график рабочего процесса в насосе. Устройство содержит насос 1 с входным патрубком 2 и выходным патрубком 3. На входном патрубке 2 установлен датчик 4 температуры и датчик 5 давления нагнетаемого рабочего тела. На выходном патрубке 3 установлен датчик 6 давления. К выходному патрубку 3 подключен трубопровод 7 с дроссельной диафрагмой 8, выход которого подключен к входному патрубку 2 между датчиком 4 температур и насосом 1. После дросселя 8 на трубопроводе 7 установлен датчик 9 температуры дросселированного рабочего тела. Выход датчиков 4 и 9 температуры подключен к компаратору 10, а выходы датчиков 5 и 6 давления - к компаратору 11. Выходы компараторов 10 и 11 соединены с входом вычислительного устройства 12, к выходу которого подключен индикатор 13. Способ реализуется следующим образол. Рабочее тело, имеющее давление PI и температуру ti (которой на фиг. 2 соответствует изотерма, проходящая через точку а), подается к насосу 1, в котором происходит сжатие рабочего тела до давления Р и одновременное некоторое повышение температуры tj. На фиг. 2 этой температуре соответствует изотерма, проходящая через точку d. Из напорного патрубка 3 часть рабочего тела направляется по трубопроводу 7 к дросселю 8, в котором происходит снижение давления рабочего тела по изоэнтальпийному закону до давления, равного давлению на входе в насос (на фиг. 2 это точка е). При этой температуре рабочего тела (izfl после дросселирования повышается изотерма, проходящая через точку е Повышение температуры дросселированного рабочего тела воспринимается датчиком 9 температуры подается на компаратор 10, куда подается также сигнал датчика 4 температуры рабочего тела на входе (tj). В компараторе 10 производится сравнение сигналов датчиков 9 и 4 температур, и вырабатывается сигнал, пропорциональный разности этих сигналов д1др t,. В компараторе 11 производится сравнение сигналов датчиков давления 6 и 5, и вырабатывается сигнал, пропорциональный разности давлений Р Pi-rrPi . Полученные в компараторах 10 и 11 сигналы подаются на входы вычислительного устройства 12, в котором производится вычисление КПД насоса по формуле oi к Р Р Т7- PI ,. Atjq, ,, к - постоянный коэффициент, равный

(-Ib)s

/ 9M/-1L 1

К V

(-1ь)р эр Р

а

и вырабатывается сигнал, пропорциональный значению КПД насоса, Этот сигнал подается на индикатор. 13, по шкале которого определяется значение КПД.

Значение КПД, полученное известным способом равно

Так как абсолютные погрешности измерения можно принять одинаковыми в обоих способах, то относительная погрешность измерения предлагаемым способом меньше относительной погрешности измерения известным способом во столько раз, во сколько раз отрезок ас больше отрезка ad.

В описываемом случае и изображенном на фиг. 2 график для воды

ас

.- 4, 7 ... 5 ad

Использование данного способа позволит повысить точность определения КПД

насоса за счет того, что в процессе измерения КПД определяется характерный параметр д 1др tt, по абсолютной величине значительно больший, чем характерный параметр д1 tj- ti известного

способа. Разность температурд в 2-3 раза выше, чем разность температур рабочего тела без дросселирования, а следовательно, при той же чувствительности датчиков температур точность определения КПД предлагаемым способом в 2-3 раза более высокая.

Измерение КПД насоса производится для определения оптимального состава работающего оборудования (насосов), своевременного вывода их в резерв и ремонт (при снижении КПД насоса ниже оптимального значения).

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КПД НАСОСА путем прокачки рабочего тела через насос, измерения давления и температуры на входе и выходе из насоса и вычисления КПД по измеренным параметрам, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, часть рабочего тела после выхода из насоса дросселируют до давления на входе, а температуру на выходе из насоса определяют в дросселированном потоке и используют ее значение для вычисления КПД. / ел 00 СП (риг.1