Расчет и регулирование режимов работы центробежного насоса

Название	Расчет и регулирование режимов работы центробежного насоса
Дата	28.11.2019
Размер	0.76 Mb.
Формат файла
Имя файла	250.docx
Тип	Курсовая #97514
страница	11 из 11

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

3 Аналитический расчет паспортной характеристики НК560/335-70
3.1 Проверка всасывающей способности

Принципиальная схема для расчета всасывающей способности представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Принципиальная схема

Откуда:

находим из графика (Приложение А);

Насос работает без кавитации.
3.2 Аналитический расчет и пересчет характеристики насоса с воды на перекачиваемую жидкость

По Рисунку 4 берем ротор 2 и колесо а.

Составляем аналитическую характеристику и сводим ее в таблицу 2 для 2 ротора.

Пересчет ведем по методике, описанной в ГОСТ 6134-2007:

Ведем пересчёт по методу М.Д.Айзенгтейна:

[]

;

;

Таблица 2-Результаты пересчета характеристики

	H, м	%			N кВт			м
0	67	0	0	38		36,77	-		-
80	64	37	34,41	45		43,55	-		-
150	62	50	46,5	51		49,35	-		-
200	60	60	55,8	55		53,22	4		4,6
250	58	67	62,31	60		58,06	4,1		4,471
280	55	70	65,1	62		59,99	4,3		4,945

На основании таблицы 2 строим по полученным значениям график (Приложение А).

4 Возможные варианты регулирование режимов работы насоса
4.1 Регулирование дросселированнием

Дросселирование заключается во введении в нагнетательный трубопровод дополнительного сопротивления, что увеличивает крутизну характеристики трубопровода, сдвигая рабочую точку А в сторону уменьшения подачи. В качестве дросселя используют прикрытие задвижки.

Из-за снижения КПД дросселирование может использоваться для краткосрочного регулирования.
4.2 Регулирование байпасированием

Регулирование перепуском осуществляется подачей части перекачиваемой жидкости из напорного трубопровода во всасывающий по обводному трубопроводу (байпасу), на котором установлена задвижка.

При изменении степени открытия задвижки меняется характеристика гидравлической системы. Задвижка открывается таким образом, чтобы напор насоса стал равным потребному напору. Подача насоса равна расходу жидкости через байпас и трубопровод:

Так как на графике есть пересечение

то ставим точку B.

Потери КПД составили 11%. Метод неэкономичен.[1].

4.3 Регулирование воздействием на привод. Изменение частоты вращения вала колеса

Этот способ является экономичным, если для изменения частоты вращения вала насоса используется электродвигатель постоянного тока, паровая турбина или двигатель внутреннего сгорания.

Регулирование изменением частоты вращения ротора основано на применении теории подобия ЦБН. При этом обусловлено, что КПД насоса остаётся неизменным, что является наиболее привлекательным фактором для применения этого способа.

откуда:

Составим таблицу для пересчитанного напора (таблица 3).

Таблица 3-Таблица пересчитанного напора

	0	80	150	200	250	280
м	0	5,58	19,6	34,85	54,45	68,3

По полученным значениям строим параболы подобия в графике (Приложение А).
4.4 Изменение диаметра рабочего колеса

Т.к. при изменении диаметра рабочего колеса парабола подобия имеет такой же вид, как и парабола подобия при изменении частоты вращения вала, все значения и график будут идентичны значениям и графику и пункта 4.3

откуда:

Процент обточки:

При n_s=60-120 =15-20%

Следовательно, обточка допускается.

5 Подбор электродвигателя
Подбор электродвигателя к насосу осуществляется по мощности, потребляемой насосом в заданном режиме работы N=69 кВт и при данном числе оборотов ротора n=2950об/мин[2].

Подбираем электродвигатель асинхронный трехфазный 5АМ250S2:

N=90кВт. ; n=2950 об/мин[4].

Асинхронные трехфазные электродвигатели используются практически во всех отраслях промышленности, в электроприводах различных устройств, механизмов и машин, не требующих регулирования частоты вращения (насосы, вентиляторы, компрессоры и т.д.).

6 Расчет щелевого уплотнения центробежного насоса
Щелевое уплотнение представляет собой втулку, создающую зазор в 0,2-0,4 мм между собой и уплотняемой поверхностью. В эту щель будет попадать перекачиваемая жидкость, однако если использовать несколько щелей подряд, то получится лабиринт, который должна пройти вода, прежде чем попасть наружу (отсюда второе название данного вида уплотнений). Давление на выходе из лабиринта значительно ниже давления на входе. Это объясняется тем, что после каждой щели следует расширение, и жидкость постепенно теряет свою энергию посредством потерь на трения и завихрения при движении через лабиринт. Щелевые уплотнения не предполагают полной герметичности вала. Через них может выливаться от 0,1 до 5% перекачиваемой жидкости.

Щелевые уплотнения используются не только на выходе из насоса, но также и внутри него. Они могут применяться в качестве уплотнения рабочего колеса, чтобы уменьшить переток жидкости из выходного патрубка в подводной. Особенно это актуально в многоступенчатых насосах, где отказ от использования уплотнений рабочих колес может привести к снижению КПД в несколько раз. Также щелевые уплотнения используют для предотвращения утечек подводимой смазки подшипников или механических уплотнений.

Щелевые уплотнения бесконтактны, трение в них намного меньше, чем в других видах уплотнений [6].

Схема щелевого уплотнения представлена на рисунке 6.

1 – корпус насоса, 2 – выточка рабочего колеса, 3 – кольцо

Рисунок 6 – Схема щелевого уплотнения

Уравнение Бернулли для сечения 1-2:

)

L=(0,120,15)*D₂=(0,120,15)*225=2733,75мм

Принимаем: =0,25мм; l=30мм

;

Пусть ₁=1

=31,01 м/с