Способ определения критического кавитационного запаса лопастного насоса Советский патент 1982 года по МПК F04B51/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОГО КАВИТАЦИОННОГО ЗАПАСА ЛОПАСТНОГО НАСОСА

1

Изобретение относится к гидромашиностроению, более конкретно к способам кавитационных испытаний лопастных насосов.

Известен способ определения критического кавитационного запаса лопастного насоса путем испытания его на натурной жидкости 1 .

Этот способ является дорогим и сложным в случае применения агрессивной, взрывоопасной и т.д. натурной жидкости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения критического кавитационного запаса лопастного насоса на натурной жидкости путем последовательного определения кавитационных запасов на модельных жидкостях,- в качестве которых используют холодную деаэрированную и горячую воду 2.

В данном способе измеряют температуру невозмущенной жидкости перед входом в насос и по ней определяют давление насыщенного пара перекачиваемой жидкости. Такой способ обеспечивает достаточную точность измерения лишь тогда, когда отсутствует заметный подогрев жидкости в насосе в том .месте проточной части рабочего колеса, где развивается кавитация, т.е. когда измеренная при испытаниях температура жидкости перед входом в насос равна температуре жидкости в зоне кавитации, однако при работе насоса, например на расходах меньше расчетного, нагрев перекачиваемой жидкости в проточной части рабочего колеса насоса и разность температур перед входом в насос и в зоне кавитации .может достигать значительной величины, а следовательно, будут существенно отличаться давления насыщенного пара в зоне кавитации и на входе в насос.

Цель изобретения - повышение точности определения критического кавитационного запаса.

Указанная цель достигается тем, что по

15 разности критических кавитационных запасов на модельных жидкостях судят о степени подогрева натурной жидкости в зоне кавитации и величину критического кавита2Q ционного запаса на натурной жидкости корректируют с учетом этой разности.

На фиг. 1 приведена схема стенда, на котором реализуется предлагаемый способ определения критического кавитационного запаса лопастного насоса; на фиг. 2 - график зависимости . давления насыщенного пара (РП) воды от температуры (Т); на фиг. 3 - кавитационные характеристики лопастного насоса ,на холодной деаэрированной (кривая а) и горячей воде (кривая б).

Стенд содержит испытываемый лопастной насос I с приводом 2, подключенный к емкости 3, соединенной, в свою очередь, через компенсационный бачок 4 с системой вакуумирования и наддува. Циркуляционный контур стенда содержит всасывающий, напорный и байпасный трубопроводы 5-7, соответственно, на которых установлены вентили 8-10 и регулируемая дроссельная задвижка II. Стенд оборудован измерительной аппаратурой, в частности термопарой 12, расходомером 13 и датчиком 14 числа оборотов.

Способ определения критического кавитационного запаса осуществляется следующим образом.

Последовательно снимают частные кавитационные характеристики лопастного насоса 1 на модельных жидкостях, в качестве которых используют холодную деаэ рованную и горячую воду (фиг. 3, кривые а и б). По каждой кривойОпределяют критические кавитационные запасы и АЬкр насоса на холодной деаэрированной и горячей воде. При испытании на холодной деаэрированной воде ее прокачивают через емкость 3, при этом вентиль 8 закрыт. Для повыщения температуры воды перекрывают вентили 9 и 10 и открывают вентиль 8, вследствие чего вода начинает циркулировать по замкнутому контуру, нагреваясь при этом. Затем вентили 9 и 10 открывают и смещиванием нагретой и холодной воды добиваются получения горячей воды требуемой температуры.

Определяют разность критических кавитационных запасов при работе насоса на холодной деаэрированной и горячей воде и по ней судят о степени подогрева натурной жидкости в зоне кавитации, величину критического кавитационного запаса на натурной жидкости корректируют с учетом этой разности

S(Pn) 5(АЬ«р)Д-.2,

где /ц - плотность горячей воды, g - ускорение свободного падения.

Находят величину превыщения давления насыщенного пара горячей воды в зоне кавитации над давлением пара той же горячей воды, но определенным по ее температуре Та перед входом в насос, измеренной термопарой 12. После этого на кривую Р f(T) (фиг. 2) наносят точку А, соответствующую температуре Tj, и, прибавляя к ординате этой точки величину 5(Рц), вычисленную по формуле, находят точку В. Разность температур ДТ между точками А и В на кривой Р f(T) представляет собой величину подогрева воды в насосе в зоне кавитации.

Учитывая разницу величин теплоемкостей и зависимостей Р f(T) для воды и натурной жидкости можно оценить степень подогрева натурной жидкости в зоне кавитации и ее температуру в этой зоне и скорректировать величину критического кавитационного запаса на натурной жидкости с учетом этой температуры.

В общем случае на величину критического кавитационного запаса насоса могут оказывать влияние растворенные в жидкости газы и ее термодинамические свойства. Влияние газов можно избежать путем проведения деаэрации жидкости. Влияние термодинамических свойств, например для воды, можно не учитывать вплоть до температуры

Т| 50°С. В случае необходимости термодинамическую поправку можно рассчитать по известной методике.

Формула изобретения

30

Способ определения критического кавитационного запаса лопастного насоса на натурной жидкости путем последовательного определения кавитационных запасов на модельных жидкостях, в качестве которых используют холодную деаэрированную и горячую воду, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности, по разности критических кавитационных запасов на модельных жидкостях судят о степени подогрева натурной жидкости в зоне кавитации и величину критического кавитационного запаса на натурной жидкости корректируют с учетом этой разности.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

8

-sTeMnepami/pa,, 7, °C иг.2.