Испытания центробежных насосов

Общие сведения. Испытания всех динамических насосов проводятся в соответствии с ГОСТ 6134—87. Этот стандарт предусматривает следующие виды испытаний: предварительные заводские; приемочные; испытания установочной партии; приемосдаточные; периодические; типовые; определительные испытания на надежность.

В зависимости от вида испытаний получают следующие характеристики: напорную (Q—Н); энергетические (Q—N), (Q—т); кавитационную (Q—Ah); виброшумовую (при необходимости); внешних утечек; тепловых испытаний (при необходимости); само-всасывания или самовсасывающей способности насоса; электрических испытаний по ГОСТу (для электронасосов); контрольных или исследовательских испытаний на надежность (по специальной программе) .

В данном параграфе рассматриваются только методы проведения параметрических испытаний с целью получения напорной, энергетических и кавитационной характеристик центробежных насосов.

Испытания насосов проводятся на специальных стендах, оборудованных соответствующей измерительной аппаратурой и позволяющих установить необходимые зависимости.

Энергетические испытания центробежных насосов. Испытания с целью получения напорной и энергетических характеристик проводятся на прямоточном (открытом) стенде (рис. 1.76).

Табл. 1.8. Допустимые предельные относительные погрешности (ГОСТ 6134—71)

В состав стенда входят испытуемый насос 2 с электродвигателем 3, установленным на качающейся платформе; всасывающий 1 и напорный 6 трубопроводы; вакуумметр и манометр 5; оттарированный бак 7 для замера подачи; резервуар 8, обеспечивающий независимый водооборот. Для регулирования подачи при испытаниях на напорном трубопроводе предусматривается задвижка 4.

Перед началом испытаний подсчитываются предельные допустимые погрешности результатов испытаний, измеряются все постоянные величины (диаметры трубопроводов в местах измерений, положение манометров) и вычисляются постоянные расчетные коэффициенты.

Относительная предельная погрешность приведенных результатов испытания на номинальном режиме не должна превышать значений допустимых погрешностей, указанных в табл. 1.8.

Относительные предельные погрешности результатов испытаний подсчитывают по следующим формулам:

для подачи

для напора

Замеры показаний приборов производятся при установившемся режиме в течение периода времени, не превышающего 15 с. Снятие показаний приборов на отдельных режимах осуществляется через возможно малые и одинаковые промежутки времени. При этом последовательность записи показаний должна быть одна и та же, а количество режимов при испытании — не менее 16. Изменение температуры жидкой среды при снятии характеристик не должно превышать 10 °C.

Получение напорной и энергетических характеристик производится одновременно, начиная с нулевой подачи (при закрытой задвижке) .

При каждом режиме замеряются и записываются в протокол испытаний частота вращения вала насоса, подача насоса, давление на входе и выходе насоса, крутящий момент или мощность насоса, температура жидкой среды. По данным замеров рассчитываются подача, напор, мощность и КПД насоса при постоянной частоте вращения.

Измерение частоты вращения (п_Ош об/мин) производится тахометром, соединенным с валом насоса передачей, не допускающей проскальзывания.

Определение подачи на открытом стенде осуществляется с помощью тарированного мерного бака, который заполняется жидкой средой из напорного трубопровода с помощью струеотклонителя. Подачу подсчитывают по формуле:

Манометрический напор насоса определяют по формуле (В.1). Если скорости Vt и выразить через подачу и подсчитать постоянные коэффициенты, формула примет вид:

Измерение давления на входе в насос может производиться механическим или жидкостным (ртутным) вакуумметром. Высота расположения прибора определяется расстоянием от оси всасывающего патрубка до трехходового крана (через который трубка заполняется жидкой средой) у механического вакуумметра и до нулевой отметки шкалы у жидкостного. Давление на выходе замеряется механическим манометром. Класс точности приборов выбирается в зависимости от вида испытаний. Давление измеряется в сечениях на расстоянии, равном двум диаметрам патрубков, от входного и выходного фланцев насоса.

Определение мощности насоса осуществляется с помощью балансирного электродвигателя или электродвигателя, установленного на качающейся платформе (рис. 1.77), путем измерения момента.

Подсчет производится по формуле:

КПД насоса подсчитывают по формуле:

Подача Q, напор Н и мощность N приводятся к номинальной скорости вращения по формулам (1.16)—(1.18):

Измерение мощности насоса также можно производить путем измерения электрической мощности оттарированного электродвигателя.

По данным подсчетов строятся графические характеристики: Ji = fi(Q),N42(Q) = h(Q).

Кавитационные испытания центробежных насосов. Кавитационные испытания центробежного насоса производят на замкнутом (закрытом) стенде (рис. 1.78), в состав которого входят испытуемый насос 1, напорный трубопровод 2, вакуумный бак 5 и всасывающий трубопровод 7. Указанные элементы стенда образуют замкнутое кольцо для движения воды. Подачу насоса регулируют задвижкой 4 и измеряют с помощью сужающего устройства 3 (диафрагма, сопло, водомер Вентури). Давление на напорной стороне определяют манометром 10, а на всасывающей — мановакуум-метром 9. Температуру замеряют термометром 8. Для создания в системе вакуумметрического давления используют вакуум-насос 6.

При снятии кавитационной характеристики центробежного наcoca устанавливают зависимость допустимого кавитационного запаса от подачи в рабочем интервале подач путем снятия частных кавитационных характеристик (рис. 1.79). Их снимают для минимальной, номинальной и максимальной подач с отклонением не более 5%.

Снятие частной кавитаци- онной характеристики начинается при давлении всасывания, исключающем кавитацию, и заканчивается при полном срыве потока, о чем свидетельствует резкое падение напора. Число точек для построения частной характеристики должно быть не менее 16, причем в области от начала кавитации до полного срыва — не менее 8.

Порядок снятия частной кавитационной характеристики следующий. С помощью задвижки 4 (см. рис. 1.78) устанавливают подачу, постоянство которой контролируется дифманометром 11 с точностью визуальных наблюдений. Давление в баке 5 ступенчато изменяют вакуум-насосом 6, поддерживая с помощью задвижки 4 постоянной подачу.