Способ кавитационных испытаний лопастного насоса Советский патент 1980 года по МПК G01M15/00 F04D15/00 

1

Изобретение относится к области гидродинамических испытаний насосов, более конкретно к кавитационным испытаниям насосов на газонасыщенной жидкости и может быть использовано во всех отраслях техники, где применяется перекачка жидкостей с растворенным газом.

Известно, что при перекачке лопастным насосом гаэонасыщенной жидкости давление в кавктационной каверне является суммой парциальных давлений пара и газа. Увеличение давления в кавитационной каверне на величину парциального давления газа приведет к увеличению на эту же величину критического давления на входе в насос и критического кавитационного запаса насоса. Таким образом, при перекачке газонасвденной жидкости происходит ухудшение всасывающей способности насоса по сравнению со случаем перекачки дегазированной жидкости.

Наибольшее влияние растворенный газ оказывает на величину критического кавитационного запаса при рабо.те насоса на жидкости с большой концентрацией растворенного газа,

например, на воде, насыщенной углекислым газом.

В настоящее время известен способ кавитационных испытаний лопастного насоса, заключающийся в том, что через испытуемый насос прокачивают жидкость с переменным содержанием подмешиваемого к ней свободного газа при постоянной скорости вращения вала насоса и измеряют необходимые работы насоса l .

Однако диаметр пузырьков газа при подмешивании его в свободном состоянии к жидкости может в значительной степени отличаться от диаметра пузырьков того же газа, но вьЛделяквдегося из жидкости при снижении давления. Вследствие этого величина критического кавитационного . запаса-насоса, полученная в результате испытаний на смеси жидкости и свободного газа, может оказаться существенно выше, чем при испы.таниях на газонасыщенной жидкости.

Более высокую точность обеспечивает способ кавитационного испытания лопастного насоса, заключающийся в том, что через испытуемый ЗО насос прокачивают жидкость с переменной концентрацией газа, растворенного в последней, при постоянной скорости вращения вала для получе- ния режима кавитационного срыва работы насоса, при этом измеряют расход жидкости и создаваемый на.пор 2J. По результатам этого испытания строится частная кавитационная характеристика, с помощью которой определяется величина критического кавитационного запаса, дИц,™ при фиксированных значениях расхода Q жидкости и концентрации С растворенного в ней газа. Проводя ряд подобных испытаний при различ,ных значениях Q и С можно построить кавитационную характеристику: Ah,cp ф((1) для ряда заданных значений концентрации С,

Известный способ является весьма трудоемким, что обусловлено необходимостью поддержания в процессе всего испытания постоянных значений расхода жидкости и концентрации растворенного газа. Кроме того, для построения кавитационной характеристики требуется большое число,испытаний.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и уменьшение продолжительности испытаний.

Поставленная цель достигается тем, что прокачку до получения режи кавитационного срыва ведут дегазированной жидкостью, после чего концентрацию растворенного газа в жидкости увеличивают, поддерживая давление на входе в испытуемый насос постоянным и соответствующим режиму кавитационного срыва. При этом такж измеряют соответствующую каждому значению концентрации величину расхда жидкости через насос.

На фиг. 1 представлена схема стеда для осуществления способа кавитаонных испытаний лопастного насоса на фиг. 2 представлена зависимость расхода жидкости от концентрации растворенного в ней газа на режиме кавитационного срыва работы насоса Hsi фиг. 3 - кавитационные характеристики насоса 4hyp tf (Q) при разлиных значениях концентрации С растворенного в жидкости газа.

Стенд содержит емкости 1 и 2 с системами наддува, испытываемый лопастйой насос 3 с приводом от электродвигателя (на чертеже не показан) вспомогательный насос 4, подводящий 5 и отводящий 6 трубопроводы с краНс1ми 7, 8, 9, 10, а также смеситель 11.

Стенд содержит также измерительные приборы - манометры 12, датчик температуры 13, датчики расхода 14 и 15и прибор 16 для измерения содержания свободного газа на входе в насос.

Данный способ осуществляется сле,дующим образом; через испытываемый лопастной насос 3 прокачивают жидкость с переменной концентрацией С растворенного в ней газа и при постоянной скорости вращения насоса 3 для получения режима кавитационного срыва последнего, при этом измеряют расход Q жидкости и создаваемый напор h. При этом прокачку жидкости до получения режима кавитационного срыва осуществляют дегазированной жидкостью, после чего концентрацию С растворенного газа в жидкости увеличивают, поддерживая давление на входе в испытываемый насос 3 постоянным и соответствующим режиму кавитационного срыва. Испытания начинают на дегазированной жидкости при закрытом кране 7 и открытом кране 8. Заданное давление на входе в лопастной насос 3 уста.навливают и поддерживают постоянным в процессе испытаний при помощи крана 9. Емкость 1 частично заполняют жидкостью с концентрацией С растворенного в ней газа, превышающей максимально заданную по условиям опыта концентрацию С на входе в лопастной насос 3, а емкость 2 частично заполняют дегазированной жидкостью. При наступлении режима кавитационного запирания лопастного насоса 3 открывают кран 7, обеспечивая поступление газонасыщенной жидкости из емкости 1 в смеситель 11. В результате этого на вход в лопастной насос 3 поступает жидкость с концентрацией С растворенного в ней газа С. Чтобы предотвратить газовыделение из жидкости на участке от емкости 1 до смесителя 11, емкость 1 наддувают .газом до давления, превышающего давление насыщения для концентрации С. Давление наддува в емкости 2 во вреся испытания оставляют постоянным, а в емкости 1 регулируют таким образом, чтобы расход газонасыщенной жидкости в процессе испытания не изменялся. В этом случае уменьшение расхода жидкости Q через лопастной насос 3 вследствие увеличения концентрации С происходит только за счет дегазированной жидкости; поскольку при этом расход газонасыщенной жидкости из емкости 1 не изменяется, то происходит непрерывное увеличение концентрации С растворенного в жидкости газа на входе в лопастной насос 3 и соответствующее снижение расхода Q через последний. Величина С определяется расчетным путем по показаниям датчиков расхода 14 и 15, После этого строят зависимости расхода жидкости d от концентрации С растворенного в ней газа на режиме кавитационного срыва работы лопастного насоса 3 и кавитационные характеристики лопастного

насоса 3 tf (Q) при различных значениях С.

Промышленное использование таксэго способа на существующих испытательных стендах может быть осуществлено при самых незначительных их переделках, связанных с перемонтажом трубопроводов и установкой смесителя. Осуществление данного способа кавитационных испытаний значительно сокращает время испытаний, так .как в данном случае требуется всего 4 испытануя для построения кавитационной характеристики дЬ.,., р((1).

Формула изобретения

Способ кавитационных испытаний лопастного насоса, заключающийся в том, что через испытуемый насос прокачивают жидкость с переменной концентрацией газа, растворенного в последней, при постоянной скорости вращения вала для получения режима кавитационного срыва работы насоса, при этом измеряют расход жидкости и создавае1 1ый напор, отличающийс я .тем, что, с целью снижения трудоемкости и уменьшения продолжительности испытаний, прокачку до получения режима кавитационного срыва ведут дегазированной жидкостью, после чего концентрацию растворенного газа в жидкости увеличивают, поддерживая

0 давление на входе в испытуемый насос постоянным и соответствуняцим режиму кавитационного срыва.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1.Овсянников Б.В., Чебаевский В.Ф. Высокооборотные лопаточные насосы.

М., Машиностроение, 1975, с. 253, фиг. 4.10.

2.ОвЬянников Б.В.,Чебаевский В.Ф. 0 Высокооборотные лопаточные насосы,

М., Машиностроение, 1975, с. 248, фиг. 4.8.

ih.

(иг.