Способ определения критического кавитационного запаса лопастного насоса

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()901626 (б1) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 21.04.80 (21) 2914573/25-Об с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К, F 04 В 51/00

Гасударственный комитет

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень № 4 (53) УДК б21.б71 (088.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 05.02.82

А. С. Шапиро, В. Н. Исаев, В. П. Карабанов и С. Н.. Леойтрец. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИТИЧЕСКОГО

КАВИТАЦИОННОГО ЗАПАСА ЛОПАСТНОГО НАСОСА

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 невозмущен ной 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. т5 Указанная цель достигается тем, что 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.

На фиг. 1 приведена схема стенда, на котором реализуется предлагаемый способ определения критического кавитационного запаса лопастного насоса; на фиг. 2 — гра901626 фик зависимости . давления насыщенного пара (Р ) 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 1 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 11. Стенд оборудован измерительной а ппаратурой, 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 деаэрированную и горячую воду (фиг. 3, кривые а и б).

По каждой кривой определяют критические кавитационные запасы Бакр, и h hap насоса на холодной деаэрированной и горячей воде.

При испытании на холодной деаэрированной воде ее прокачивают через емкость 3, при этом вентиль 8 закрыт. Для повышения 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 смешиванием 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 (и) Й "кр)Ув, где./ — плотность горячей воды, g — ускорение свободного падения.

Находят величину превышения давления насыщенного пара горячей воды в зоне кавитации над давлением пара той же горячей воды, но определенным по ее температуре Т перед входом в насос, измеренной термопарой 12. После этого на кривую P„

= 1(Т) (фиг. 2) наносят точку А, соответствующую температуре Т, и, прибавляя к ординате этой точки величину 5 (Р„), вычисленную по формуле, находят точку В. Разность температур ЛТ 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 Рп — — f(T) для воды и натурной жидкости можно оценить степень подогрева натурной жидкости в зоне кавитации и ее температуру в этой зоне и скор15 ректировать величину критического кавитационного запаса на натурной жидкости с учетом этой температуры.

В общем случае на величину критического кавитационного запаса насоса могут ока26 зывать 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 и Ti = 50 С. В случае необходимости термодинамическую поправку можно рассчитать по из в ест ной метод и ке.

Формула изобретения

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 повышения 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, и принятые во внимание при экспертизе

1. Яременко О. В. Испытания насосов.

М., «Машиностроение», 1976, с. 54, рис. 24.

2. Карелин В. Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах. М., «Машино. троение», 1975, с. 126 — 128, рис. 95.

901626 темпера.тури T, g

АhAP.1 А/7К,У.2

КиВитии,иОННЬ!й .За/тай, Д g

Фиг,.8

Составитель Г. Богомольный

Редактор С. Юско Техред А. Бойкас Корректор Н. Стен

Заказ 12334/40 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4