Способ кавитационных испытаний лопастного насоса

Авторы патента:

ЩЕРБАТЕНКО ИГОРЬ ВАДИМОВИЧ

ШАПИРО АНАТОЛИЙ СЕМЕНОВИЧ

ХАНКИН ВАЛЕРИЙ ПАВЛОВИЧ

САПРЫКИНА ЛЮБОВЬ ПЕТРОВНА

G01M15F04D15 -

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик о1176371 8 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 261277 (21) 2558831/25-06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150980. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 150980 (51)М Кл З

G 01 M 15/00 .F 04 0 15/00

Государственный комитет

СССР пб делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 671 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И. В. Цербатенко, A. С. Шапиро, В.П.Ханкин и Л.П.Сапрыкина (71) Заявитель (54) СПОСОБ КАВИТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ

ЛОПАСТНОГО НАСОСА

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 газонасыщенной жидкости давление в кавитационной 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 гаэонасыщенной жидкости происходит ухудшение всасывающей способности насоса по сравнению со случаем перекачки дегазированной жидкости.

Наибольшее влияние растворенный газ оказывает на величину критического кавитационного запаса при работе насоса иа 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 параметры работы насоса 11) . Однако диаметр пузырьков газа при подмешивании его в свободном состоянии к жидкости может в значительной степени отличаться от диаметра пузырьков того же газа, но выделяющегося иэ 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

30 насос прокачивают жидкость с пере763718 менной концентрацией газа, растворенного в последней, при постоянной скорости вращения вала для получения режима кавитационного срыва работы насоса, при этом измеряют, расход жидкости и создаваемый на.пор (2) ° По результатам этого испытания строится частная кавитационная характеристика, с помощью которой определяется величина критического кавитационного запаса, g h при фиксированных значениях расхода Q жидкости и концентрации С

Растворенного в ней газа. Проводя ряд подобных испытаний при различных значениях Q и С можно построить кавитационную характеристику:

АЬ„ = q.(Q) 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 режима 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 также измеряют соответствующую каждому значению концентрации величину расхода жидкости через насос.

На фиг. 1 представлена схема стен.да для осуществления способа кавитационных испытаний лопастного насоса, на фиг. 2 представлена зависимость расхода жидкости от концентрации растворенного в ней газа на режиме кавитационного срыва работы насоса, на фиг. 3 вЂ” кавитационные характеристики насоса h„ = q (Q) при различ- g0 ных значениях концентрации С растворенного в жидкости газа.

Стенд содержит емкости I и 2 с системами наддува, испытываемый лопастной насос 3 с приводом от электродвигателя (на чертеже не показан), вспомогательный насос 4, подводящий

5 и отводящий 6 трубопроводы с кранами 7, 8, 9, 10, а также смеситель 11.

Стенд содержит также измеритель- 60 ные приборы вЂ” манометры 12, датчик температуры 13, датчики расхода 14 и 15 и прибор 16 для измерения содержания свободного газа на входе в насос ° 65

Данный способ осуществляется следующим образом: через испытываемый лопастной íасос 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 соответствую-. щее снижение расхода Q через последний. Величина С определяется расчетным путем по показаниям датчиков расхода 14 и 15. После этого строят зависимости расхода жидкости Q от концентрации С растворенного s ней газа на режиме кавитационного срыва работы лопастного насоса 3 и кавитационные характеристики лопастного

763718 насоса 3 д h«y (Q) при различных значениях С.

Промышленное использование такого 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 сок» ращает время испытаний, так как в данном случае требуется всего 4 испытания для построения кавитационной характеристики hh„ = q(Q).

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 создаваемый напор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудо5 емкости и уменьшения продолжительности испытаний, прокачку до получения режима кавитационного срыва ведут дегазированной жидкостью, после чего концентрацию растворенного газа в жидкости увеличивают, поддерживая давление на входе в испытуеьый насос постоянным и соответствующим режиму кавитационного срыва.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Овсянников В.В., -Чебаевский В.Ф.

Высокооборотные лопаточные насосы.

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

2. Овсянников Б.В.,Чебаевский В.Ф.

20 Высокооборотные лопаточные насосы, N., "Машиностроение", 1975, с. 248, фиг. 4.8.

763718

Put 2

Фиг.3

Составитель Г. Богомольный

Техред И. Асталош . . Корректор С. Шекмар

Редактор Л.Новожилова