лаб.работа. Лабораторная работа 1 Снятие

• Название: Лабораторная работа 1 Снятие
• Дата: 21.06.2022
• Размер: 3.07 Mb.
• Имя файла: лаб.работа.docx
• Тип: Документы; #608767
• страница: 2 из 10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Определение технического

состоянияпожарногонасоса

1. 
   Общие теоретические сведения
   

Исправная работа специальных агрегатов непосредственно влияет на оптимальное функционирование пожарного автомоби- ля при тушении пожара или проведении аварийно-спасательных работ. Так, время боевого развертывания автоцистерн и автона- сосов в большой степени зависит от исправности системы забо- ра воды, состояния соединительных головок пожарных рукавов и съемного гидравлического оборудования, а во время тушения пожара существенно влияет техническое состояние агрегатов, обеспечивающих подачу огнетушащего вещества в очаг пожара.

В процессе эксплуатации, особенно в стационарных режимах работы, изнашиваются спецагрегаты пожарных автомобилей, что ведет к ухудшению их технических параметров, таких как подача и напор пожарного насоса, степень разряжения, создаваемого ва- куумной системой, скорость падения герметичности в насосном агрегате и т. д.

Статистические исследования показывают, что более 60 % всех неисправностей пожарных автомобилей приходится на спецаг- регаты. Для оценки технического состояния используют стенды,
приборы, устройства и приспособления, позволяющие оценивать функциональные параметры: подачу и напор пожарного насоса, степень разряжения, создаваемого вакуумной системой, герме- тичность пожарного насоса и коммуникаций и т. д.

В процессе эксплуатации в насосах изнашиваются поверх- ности рабочих колес, подшипники, уплотнения вала и т. д. Ин-

тенсифицируют износ присутствующие в воде пенообразующие жидкости, абразив (взвеси), смачиватели, а также кавитационные режимы эксплуатации.

Для описания величин напора, развиваемого насосом ПН-40УА, и его подачи (для частоты вращения рабочего колеса, близкой к но- минальной) получены следующие математические модели:

для напора

Н= 25,28 + 2,88·10^–2n— 12,12 b– 1,36·10^–2s;

для подачи

Q= 5,15 + 1,31· 10^–2n— 2,56 b– 0,318·10^–2s,

где Н — напор насоса, м; Q — подача насоса, (м ³/с)·10^–3; n — ча- стота вращения вала насоса, об/мин; b— зазор в щелевом уплот- нении на сторону, мм; s — уменьшение площади проточных кана- лов рабочего колеса, мм ².

Анализ представленных математических моделей позволяет ут- верждать, что решающее влияние на характеристики насоса — ве- личины напора, развиваемого насосом, и его подачи b — оказыва- ет размер зазора в уплотнении.Вторым по значимости фактором является частота вращения вала насоса n. Наконец, определенное негативное влияние оказывает также засорение полостей рабоче- го колеса s.

Таким образом, на основные характеристики насоса — на- пор и подачу — наибольшее влияние оказывают износы щелевых уплотнений. Величина b зазора в них выражается аналитически

b= 0,65lg τ — 1,11,

где τ —наработка насоса, ч.
Увеличение зазора в уплотнениях, уменьшение площади про- точных каналов рабочего колеса приводит к изменению характе- ристики насоса (рис. 2.1).

Очевидно, что уменьшение износа может быть обеспечено, в частности, правильным забором воды, наличием и исправно-

стью сетки на линии всасывания, в том числе фильтра на всасы- вающем патрубке насоса.

Н, м
^Нном

^Ндоп


Q_ном Q, л/с

Рис. 2.1. Характеристика Q–Hпожарного насоса:

1 — нового (исправного); 2, 3 — насоса с неисправностью
ГОСТ Р 53328–2009 установлены следующие требования на- дежности спецагрегатов пожарных автомобилей:

1. 
   гамма-процентная (γ = 80 %) наработка пожарного насоса и его привода до отказа, не менее:
   

• 
  150 ч для насоса типа ПН-40 УВ;
  
• 
  200 ч для насоса типа НЦП.
  

2. 
   гамма-процентная (γ = 80 %) наработка вакуумной систе-
   

мы до отказа не менее 450 циклов включений;

3. 
   гамма-процентный (γ = 80 %) ресурс специальных агрега-
   

тов пожарных автомобилей (ПА) до первого капитального ремон- та не менее 1500 ч.

Каждый из приведенных показателей оказывает влияние на ка-

чество пожарного насоса как составной части пожарной машины и, следовательно, на качество и эффективность последней. Поэ- тому поддержание работоспособности насосной установки в про- цессе эксплуатации является одной из важных задач технической службы пожарной охраны.

Согласно действующим нормативным документам:

1. 
   приказу МЧС России от 18.09.2012 г. № 555. «Об органи- зации материально-технического обеспечения системы Мини- стерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий»;
   
2. 
   типовой технологии технического обслуживания пожар-
   

ных автомобилей

— в процессе эксплуатации проводятся следующие работы по определению технического состояния пожарного насоса.

При контрольном осмотре и техническом обслуживании (при возвращении с пожара, с аварийно-спасательных и других неот- ложных работ), а также при смене караулов (дежурных смен, рас- четов) проверяется работоспособность вакуумной системы по ве- личине создаваемого разряжения в насосе за нормативное время и герметичность насоса по величине падения разряжения.

При ТО-1, т. е. через 1500 км приведенного пробега, не реже од- ного раза в месяц, проверяется пожарный насос и коммуникации на герметичность, вакуумная система на создаваемое разряжение; производится проверка состояние и исправность пожарного насоса.

При ТО-2 (через 7000км приведенного пробега, не реже одно-

го раза в год) проверяется работоспособность вакуумной системы по величине создаваемого разряжения в насосе за нормативное время и герметичность насоса по падению разряжения за едини- цу времени; проверяется техническое состояние насоса забором воды из водоема.
Кроме того, подобные испытания согласно НПБ 176–98 про- водятся также при сертификации насосов, а именно:

• 
  герметичности и прочности насоса при испытательном статическом и динамическом давлениях;
  
• 
  вакуумной системы заполнения;
  
• 
  параметров при работе с максимальной геометрической высоты всасывания;
  
• 
  времени непрерывной работы.
  

Цель лабораторной работы

Лабораторная работа проводится в целях закрепления теорети- ческих знаний обучаемых по теме «Пожарные насосы и мотопом- пы» и практического освоения методики проверки технического состояния центробежного пожарного насоса по фактическим значениям параметров характеристик, а также работоспособно- сти вакуум-аппарата и герметичности вакуумной системы соглас- но требованиям действующих нормативных документов.

Задачи

В процессе выполнения лабораторной работы студентам сле- дует решить следующие задачи:

1. 
   изучить вводные теоретические положения;
   
2. 
   экспериментально определить по опытным данным сте- пень износа пожарного центробежного насоса;
   
3. 
   подготовить отчет о работе и ответы на контрольные во- просы.
   

Практическое значение приобретенных навыков методики проверки технического состояния насосных установок пожарных автомобилей важно:

1. 
   для организации правильной и эффективной эксплуата- ции насосных установок пожарных автомобилей;
   
2. 
   определения остаточного ресурса пожарного насоса, его вакуумной системы и принятия решения о проведении ремонт- ных воздействий;
   

3. 
   обеспечения подготовки выпускников института к эф- фективному участию в организации и проведении проверок, сер- тификационных (и иных) испытаний насосных установок и обра- ботке полученных результатов.
   

2. 
   Методика выполнения лабораторной работы
   

1. 
   Описание лабораторной установки
   

Установка для проверки технического состояния пожарного насоса типа ПН-40 состоит из пожарного автомобиля, оборудо- ванного центробежным пожарным насосом, который оснащен штатными манометром, мановакуумметром (оба класса точности 1,5), а также тахометром.

Для определения технического состояния вакуумной системы пожарного насоса необходимо закрывать все задвижки, вентили и сливной кран насоса, а также закрыть заглушкой всасывающий патрубок.

Для определения технического состояния пожарного насоса по- жарный автомобиль установлен на водоисточник по схеме (рис. 2.2) с подключенным пожарным гидравлическим оборудованием:

1. 
   со всасывающей рукавной линией, состоящей из двух вса- сывающих рукавов и сетки всасывающей СВ-125;
   
2. 
   с двумя трехходовыми разветвлениями РТ-80 с отверстия- ми мерных шайб диаметром 22 и 19 мм на центральных выходных и 13 мм на боковых штуцерах;
   
3. 
   шестью напорными пожарными рукавами диаметром
   

77 мм или 66 мм.

2. 
   Порядок проведения лабораторной работы
   

Проверка работоспособности вакуум-аппарата и герметичности вакуумной системы

При данном испытании должна проверяться величина разря- жения, создаваемого вакуумным аппаратом в объеме пожарного
насоса, и герметичность насоса по падению разряжения в едини- цу времени. Для этого запорно-регулирующая арматура насоса должна быть закрыта.



Рис. 2.2. Схема лабораторной установки для осуществления проверки технического состояния насосных установок типоразмера ПН-40 пожарных автомобилей

1. 
   Если вакуумный аппарат газоструйного типа, необходимо запустить двигатель пожарного автомобиля.
   
2. 
   Открыть вакуумный кран.
   
3. 
   Включить вакуум-аппарат, не включая насос.
   
4. 
   Довести разряжение до 0,073–0,075 МПа (550–670 мм рт. ст.). При нормально работающей вакуумной системе эти показа- тели должны быть достигнуты не более чем за 20 секунд.
   
5. 
   Закрыть вакуум-кран, уменьшить обороты двигателя, вы- ключить вакуум-аппарат, выключить зажигание двигателя. С по-
   

мощью секундомера определить падение разряжения в вакуумной
системе насоса за 2,5 мин. По разности показаний мановакуум- метра подсчитывают падение разряжения в вакуумной системе, которое не должно превышать 0,013 МПа (100 мм рт. ст.).

6. 
   При снижении этих показателей выяснить причины
   

и устранить неисправность. Обнаружить места неплотностей можно опрессовкой насоса водой или воздухом. Опрессовка во- дой производится созданием в насосе давления от исправного насоса. При этом напорные задвижки должны быть закрыты,

а рабочее колесо вращаться. Опрессовка воздухом производит-

ся от внешнего источника воздуха созданием давления в насосе 0,2–0,3 МПа. Во время опрессовки воздухом неисправный насос нужно покрывать мыльной пеной.

Определение технического состояния пожарного насоса

Для того чтобы определить техническое состояние пожарного насоса, необходимо выполнить следующее.

1. 
   Установить пожарный автомобиль на водоисточник по схеме (рис. 2.2).
   
2. 
   Расставить участников испытания для измерения параме- тров.
   
3. 
   Запустить двигатель и забрать насосом воду из водоисточ- ника.
   
4. 
   Включить сцепление.
   
5. 
   Снять характеристику насоса (не менее семи точек) путем дискретного увеличения расходов воды, поочередно полностью открывая вентили напорных патрубков разветвлений РТ, при номинальной частоте вращения вала рабочего колеса. Если дви- гатель не обеспечивает номинальную частоту вращения вала на- соса, следует производить проверку при максимально возможной частоте вращения, для чего:
   
   1. 
      установить частоту вращения по тахометру на насосе в соответ- ствии с номинальным значением. При закрытых напорных задвиж-
      

ках правого и левого борта определить напор насоса по показаниям манометра на напорном коллекторе и мановакуумметра на всасыва- ющем патрубке и зафиксировать в протоколе эти величины;

2. 
   рычагом газа убавить частоту вращения вала рабочего ко- леса насоса и при давлении 0,15–0,2 МПа (1,5–2 атм) по мано- метру плавно полностью открыть на коллекторе насоса правую и левую напорные задвижки;
   
3. 
   затем плавно полностью открыть вентиль центрального напорного патрубка разветвления РТ, присоединенного к пра- вой напорной задвижке насоса, и довести частоту вращения вала рабочего колеса насоса до номинальной. Результаты измерений величин напора по манометру и разряжения по мановакуумме- тру занести в протокол;
   
4. 
   рычагом газа убавить частоту вращения вала рабочего ко- леса насоса и при давлении 0,15–0,2 МПа (1,5–2 атм) по ма- нометру плавно полностью открыть вентиль центрального на- порного патрубка разветвления РТ, присоединенного к левой напорной задвижке насоса, и довести частоту вращения вала рабочего колеса насоса до номинальной. Результаты измерений напора по манометру на коллекторе насоса и разряжения по ма- новакууметру также занести в протокол;
   
5. 
   вновь понизить частоту вращения вала рабочего коле-
   

са насоса до 0,15–0,2 МПа (1,5–2 атм) по манометру и плавно полностью открыть вентиль крайнего напорного патрубка раз- ветвления РТ, присоединенного к правой напорной задвижке насоса. Затем повысить частоту вращения вала рабочего колеса насоса до номинальной. Результаты измерений напора по мано- метру и разряжения по мановакуумметру запротоколировать;

6. 
   снова убавить частоту вращения вала рабочего колеса на- соса и при давлении 0,15–0,2 МПа (1,5–2 атм) по манометру
   

плавно открыть вентиль другого крайнего напорного патрубка разветвления РТ, присоединенного к правой напорной задвиж- ке насоса, и довести частоту вращения вала рабочего колеса на- соса до номинальной. Результаты измерений напора по мано- метру и разряжения по мановакуумметру занести в протокол;

7. 
   убавить частоту вращения вала рабочего колеса насоса
   

и при давлении 0,15–0,2 МПа (1,5–2 атм) по манометру плав-
но открыть вентиль крайнего напорного патрубка разветвления РТ, присоединенного к левой напорной задвижке насоса, и уве- личить частоту вращения вала рабочего колеса насоса до номи- нальной. Результаты измерений напора по манометру и разря- жения по мановакуумметру занести в протокол;

8. 
   убавить частоту вращения вала рабочего колеса насоса
   

и при давлении 0,15–0,2 МПа (1,5–2 атм) по манометру плавно открыть вентиль другого крайнего напорного патрубка развет- вления РТ, присоединенного к левой напорной задвижке насоса, (таким образом будут открыты все вентили на обоих разветвлени- ях РТ и представится возможность снять не менее трех точек при подаче от 35 л/с до максимально возможной при данной частоте вращения) и довести частоту вращения вала рабочего колеса на- соса до номинальной. Результаты измерений напора по маноме- тру и разряжения по мановакуумметру занести в протокол.

6. 
   Произвести подобные опыты, но уже в обратном порядке,
   

т. е. при дискретном уменьшении расходов воды, поочередно при- крывая вентили напорных патрубков разветвлений РТ, при номи- нальной частоте вращения вала рабочего колеса насоса, зафикси- ровать результаты замеров в протоколе.

7. 
   Зарегистрированные величины напоров по манометру (рав- но как и разряжений по мановакуумметру), создаваемых насосом при различных расходах, будут, таким образом, определяться как среднее арифметическое результатов соответствующих измерений.
   
8. 
   Для достоверности результатов подобные опыты при но-
   

минальной частоте вращения вала рабочего колеса насоса следует повторить трижды.
3. Обработка экспериментальных данных

Измеренные и рассчитанные величины занести в протокол (с. 34).

Объемная подача насоса определяется по известным диаме- трам отверстий мерных шайб после разветвлений РТ, давлению

на выходе из насоса (по манометру) и справочным числовым дан- ным табл. П.2.1 (либо см. табл. П.2.2 НПБ 163–97 «Пожарная тех- ника. Основные пожарные автомобили. Общие технические тре- бования. Методы испытаний»).

Величину полного напора, создаваемого насосом Н_Н, опреде- ляют по показаниям штатного манометра Н_М и мановакуумметра Н_В. При работе от открытого водоисточника модули показаний приборов складываются

Н_Н =|Н_М| +|Н_В|.

Затем следует построить напорную характеристику насо-

са на графике вручную. Однако для повышения эффективности при обработке полученных экспериментальных данных целесо- образнее воспользоваться возможностями пакета прикладных программ MathCAD или табличного процессора Excel, которые предоставляют средства интерполяции данных: позволяют по- строить график аппроксимирующей кривой; автоматически по- лучить уравнение функции; предсказать дальнейшее поведение функции.

Сравнить полученные значения с графиком на рис. 2.3. Они должны находиться в зоне допустимых значений 1. Снижение расхода насоса более чем на 15 % по сравнению с номинальным значением (см. табл. П.2.1) свидетельствует о засоренности ка- налов рабочего колеса насоса или износе щелевых уплотнений.

В этом случае необходимо произвести осмотр внутренней полости насоса и удалить посторонние предметы и (или) заменить кольца щелевых уплотнений.

При необходимости произвести измерения на понижен- ной частоте вращения вала и пересчитать полученные значе- ния расхода Q´ и напора H´ на номинальную (в данном случае n= 2700 об·мин^–1) по формулам подобия

Q= Q´ (n/n’);

Н =H´ (n/n’)²,
где Qи H— подача и напор при номинальной частоте вращения вала насоса (n= 2700 об·мин ^-1); n’— частота вращения вала при испытаниях.



Рис. 2.3. Напорная характеристика насоса типа ПН-40

(1 — зона допустимых значений)
В выводах по лабораторной работе следует перечислить выяв- ленные неисправности и сформулировать задания по их устране- нию.

Например. При проверке работоспособности вакуум-аппара-

та и герметичности вакуумной системы встречаются следующие признаки неисправностей:

1. 
   мановакуумметр не показывает разрежения;
   
2. 
   разрежение есть, но меньше нормы;
   
3. 
   разрежение создается медленно;
   
4. 
   разрежение создается, но быстро падает.
   

Если мановакуумметр не показывает разряжение,следует убе- диться, что мановакуумметр исправен. Например, заменить его заведомо исправным или проверить на другом насосе. Опрессо-
вать насос водой от водопровода или другого насоса, осмотреть насос под давлением и устранить неплотность.

Если не обеспечивается необходимое разрежение или создает- ся, но медленно, следует проверить наличие и уровень масла в ма- сляном бачке, величину напряжения питания вакуумного агрега- та; дозирующее отверстие маслопровода на предмет засора.

Когда разряжение создается, но после выключения вакуум бы- стро падает, необходимо опрессовать насос и устранить негерме- тичность вакууммируемого объема.

При определении технического состояния пожарного насо- са, если сравнить результаты испытаний за несколько месяцев, хорошо видно, как происходит износ насоса и двигателя. Рез- кое снижение показателей помогает своевременно обнаружить засорение или поломку. Постепенные снижения показателей позволяют определить ресурс в часах как для насоса, так и для двигателя.

Сетка на всасывающем патрубке предотвращает засор насоса.

Однако на практике имеют место случаи ее утраты или демонтажа. При появлении признаков засорения сначала следует осмотреть рабочее колесо через всасывающий патрубок. Крупные предметы остаются на входе колеса. Их хорошо видно и можно удалить при помощи крючков.

На некоторых конструкциях пожарных автоцистерн удается устранить засор рабочего колеса без разборки насоса следующим образом. Сперва на коробке перемены передач следует включить

«Задний ход». Далее полностью открыть задвижку «Из цистерны». Затем включить «КОМ», сцепление и максимально увеличить ча- стоту вращения коленчатого вала двигателя.

Засоренное колесо вызывает биение и быстро выводит на- сос из строя. Учитывая это, при появлении признаков засоре-

ния следует принимать срочные меры к чистке насоса даже в том случае, когда на напор и подачу это не оказывает практического влияния.


Лабораторная работа № 2. Определение технического состояния пожарного насоса

34

Протокол испытаний насоса пожарного центробежного марки

Частота враще- ния вала, об/мин с	Условия опыта	Давление на выходе из насоса		Давление на входе в насос		Напор насоса, м	Подача насоса, л/с	Примеч.
		МПа	м	МПа	м
1. 2700 45	Закрыты обе напор- ные задвижки						0
2.«Откры	т центральный вентиль правого РТ
3. «Откры	ыт центральный вентиль левого РТ
4. «Откры	ыт боковой вен- тиль правого РТ
5. «Откры	ыт 2-й боковой вентиль правого РТ
6. «Откры	т боковой вен- тиль левого РТ
7. «Откры	т 2-й боковой вентиль левого РТ

Подпись студента Группа № Подпись преподавателя Дата

Вопросыдляподготовкикзащитеработы




Вопросы для подготовки к защите работы

1. 
   Опишите устройство и принцип действия центробежных пожарных насосов.
   
2. 
   Каково назначение направляющего аппарата и спираль- ного отвода?
   
3. 
   Какими конструктивными решениями достигается уплот- нение вала центробежного насоса?
   
4. 
   Гидравлические характеристики центробежных насосов.
   
5. 
   Как найти рабочую точку при работе центробежного по- жарного насоса с рукавной системой?
   
6. 
   Неисправности центробежных насосов: их признаки, причины и способы устранения.
   
7. 
   Перечислите работы по техническому обслуживанию на- сосов пожарных автомобилей при КО, ЕТО, на пожаре, ТО-1, ТО-2.
   
8. 
   Какова высота всасывания насосов и каковы факторы, влияющие на ее величину?
   
9. 
   Устройство вакуумных систем центробежных пожарных насосов: газоструйных, шиберных, поршневых, водокольцевых, вихревых. Их достоинства и недостатки.
   
10. 
    Какова методика проверки пожарных насосов на герме- тичность?
    
11. 
    Неисправности вакуумных систем центробежных насо- сов: их признаки, причины и способы устранения.