Способ испытания ступени центробежного насоса

(51)5 Р 04 В 51/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО сти применения и снижение трудоемкости. Способ включает измерение перепадов давления на переднем и межступенном уплотнениях 7, б при определении дисковых потерь в передней и задней боковых пазухах 4, 5 с установленным штатным рабочим колесом 1 при обеспечении нулевых утечек через боковые пазухи 4, 5 одновременно. При этом обеспечивается возможность определения балансовых характеристик ступени при наличии взаимовлияющих утечек через боковые пазухи 4, 5 (при наличии переточного канала 3, сообщающего пазухи 4, 5) и уменьшается количество переборок испытательного стенда. 1 ил,ский доро(54) СПОСОБ ИСПЫТАН ТРОБЕЖНОГО НАСОСА (57) Изобретение относ нию, Цель изобретения Я СТУПЕ тся к насосостроерасширение обла(21) 4490901/29(56) Авторское свидетельство СССРВ 1384828, кл. Е 04 В 51/00, 1985.1638368 А 1ду собой полости колеса и отвода и приводят во вращение насос с помощью балансирного электродвигателя. Частота вращения должна соответствовать таковой при балансовых испытаниях, Далее включают вспомогательный насос (источник давления) и подают жидкость со стороны нагнетания исследуемой ступени таким об разом, чтобы жидкость проходила вдоль тракта, образуемого последовательно следующими элементами: межступенное уплотнение 6, задняя пазуха 4, полость вокруг 50 55 Изобретение относится к насосостроению, в частности к испытаниям насосов,включающих центробежную ступень,Цель изобретения - расширение области применения и снижение трудоемкости 5путем обеспечения возможности определения балансовых характеристик ступени приналичии взаимовлияющих утечек через боковые пазухи последней и уменьшениеколичества переборок испытательного 10стенда.На чертеже схематически изображенацентробежная ступень с указанием в нижней части чертежа направления движенияутечек при наличии в центробежном рабочем колесе переточного канала, сообщающего переднюю и заднюю боковые пазухи,а в верхней - разрез ступени при обеспечении нулевых утечек через пазухи,Ступень включает в себя рабочее колесо 201 с лопатками 2, в которых выполнены переточные каналы 3, сообщающие заднюю ипереднюю пазухи 4 и 5, межступенное ипереднее уплотнения б и 7. При обеспечении нулевых утечек через уплотнения ступень оснащена кольцами 8 и 9 круглогосечения, установленными соответственносо стороны межступенного и переднего уплотнений б и 7,Способ испытания ступени центробежного насоса включает измерение перепадовЛ Р 1, Л Рз давления на переднем и межступенном уплотнениях 7 и б при определениидисковых потерь в передней и задней боковых пазухах 5 и 4 с установленным штатным 35рабочим колесом 1 при обеспечении нулевых утечек через боковые пазухи 4 и 5 одновременно.Способ осуществляют в несколько этапов следующим образом, 40Этап 1. Выполняют специальный эксперимент для определения утечки 9черезпереднее уплотнение 7 и 9 з - через межступенное уплотнение 6 при установке бандажированного макета рабочего колеса (с 45исключением в том числе и каналов 3 и протечек через них). Герметично отделяют межнаружного диаметра колеса 1, передняя пазуха 5, переднее уплотнение 7, всасывающая гидролиния насоса с дальнейшим сбросом в бак (последние элементы, также как вспомогательный насос и вставка, изолирующая отвод от колеса (не показаны), Регулируя давление вспомогательного источника, т.е. изменяя тем самым расход жидкости и перепады Ь Р 1 и Л Рз на уплотнениях 7 и 6, устанавливают зависимостии 9 = т 1( Л Р 1) и 93 = 2( Л Рз).Этап П, Обеспечивают полную герметизацию полости ступени (перекрывают гидролинии как со стороны нагнетания, так и всасывания с прекращением какого-либо расхода жидкости через исследуемую ступень) и в таком состоянии при работающем насосе с помощью балансирного электродвигателя определяют потребляемую мощность йпар.п, Таким путем выделяют дисковые потери при обеспечении нулевого расхода через внутреннюю полость исследуемой ступени, а значит и через пазухи 4 и 5.Этап 11, Полученный результат йпар.п исправляют, вычитая из него мощность Йдоб (определяемую по известным зависимостям расчетным путем), которая затрачивается на трение добавочных поверхностей, возникших вследствие закрытия колеса 1 на входе и выходе при бандажировании, Кроме того, определяют его мощность холостого хода Йх.х, расходуемую на трение в узлах подшипников и уплотнений исследуемого насоса (не доказаны), Для определения йх,х макет рабочего колеса 1 снимают и в таком положении запускают ротор при заполненной водой полости ступени. Потребляемая при этом мощность й х,х больше йх.х на величину потерь мощности на дисковое трение на участке ротора в пределах длины ступицы снятого макета рабочего колеса 1.Величину йя,г.определяют расчетом поизвестным зависимостям. В результате мощность потерь на дисковое трение макета рабочего колеса 1 в непроточной жидкости определяется какйпр.н = Йпар.п - йдоб -Йх,х,где Йх,х= Й х.х- Йя,гЭтап Я, Осуществляют нормальные испытания ступени, для чего монтируют штатное рабочее колесо 1 В процессе испытаний определяют подачу, напор и потребляемую мощность йн.п с помощью балансирного электродвигателя, В процессе определения рабочих характеристик ступени на каждом исследуемом режиме измеряют перепады Ь Р 1 и Л Рз на уплотнениях 6 и 7, что дает возможность определитьУтечки 9и дз чеРез последние с использованием зависимостей 9 г = 11(Ь Р 1) и 9 з = = тг( ЬРз), полученных на этапе 11.При этом величина 9может представлять собой суммарную утечку, состоящую из утечек 91(через переднюю пазуху 5), 92(через заднюю пазуху 4) и дз (через межступеннбе Уплотнение 6), СУмма Утечек (д 2+ дз) в этом случае проходит через каналы 3 в область передней пазухи 5, где она объединя- ЕТСЯ С УтЕЧКОй 91 таК, ЧтО д= 91+ 92 + дз. Зная ди дз из эксперимента этапа 1, можно определить величину91+92=де 9 згде (91+ 92) представляет собой сумму радиально сходящихся утечек, имеющих место одновременно в обоих пазухах 4 и 5, Отмеченное направление утечек в пазухах 4 и 5 в принципе может быть и иным. В случае недостаточной пропускной способности каналов 3 величина 92 может быть близка к нулю или, более того, может иметь обратное; радиально расходящееся направление (т,е. через каналы 3 к уплотнению 7 уходит только часть расхода утечки дз, остальная представляет радиально расходящееся течение в пазухе 4). Поэтому определяющее значение имеет только измерение д . Определение дз имеет вспомогательное значение, позволяющее качественно судить о величинах 91 и 92. В принципе это несколько сужает номенклатуру выделяемых типов потерь, однако в целом не снижает точности балансового разделения, упрощает его процесс и благодаря этому расширяет область балансовых исследований на ступени с взаимовлиянием утечек между собой.Эта и Ч. Осу ществл я ют новую сборку ступени, При этом ступень со штатным рабочим колесом 1 дополняется уплотнительными кольцами 8 и 9 в области межступенного 6 и переднего 7 уплотнений (могут быть приняты и другие средства герметизации), Кроме того, полностью перекрываются каналы 3 колеса 1. В такой сборке выполняют полный цикл измерений, характерный для нормальных испытаний, Одновременно фиксируют перепады (Ь Р 1 и Ь Р з на уплотнениях 7 и 6. Поскольку при1этом 91 = дг = дз = О, то обеспечиваетсЯ полная идентичность процессов в боковых пазухах 4 и 5 таковым, которые имеют место в случае испытаний бандажированного макета рабочего колеса 1 (этап 1). Определяя экспериментальную разницу в потребляемой мощности между Й 9 - О ступени при данной сборке Мн.п и нормаль ют), Запуская в таком положении насос исоздавая соответствующие значения Ь Р 2,определяют потребляемую при этом мощНОСТЬ Йпар.з.п( Ь Р 2 ). РазНИЦа МЕжДу ПОследней и Впар.п-лопат и дает величинуЬ дупл,з(Ь Рг ).Аналогично определяется величинаЬ дупл.п,( ЬР 1), Чта ПОЗВОЛЯЕТ НайтИ Раэ 1ницу между Впар.п.р(Ь Р 1 ) и йпдр и-сопзт1Для этого проводят испытания с установкой кольца 9 и созданием перепада давления ЬР 11 на нем.На этом экспериментальное определение исходных данных заканчивается, Имея40 экспериментально определенные величины(Йнп - Й 9-0), Ь 1 чупл,з и Ь 111 упл,п определЯЮтзначение Ьйз + ЬМП = (Мн.п 14 90)Ьйупл.з - Ь дупл.п и полную величину дисковых потерь в ступени, представляющую собой алгебраическую сумму119,тр = 11 пдр,н + Ь аз.пгде Ьйз.п = ( Ь Мз + Ь Мп) представляетсобой изменение потерь мощности на дисковое трение, обусловленное одновремен 50 ным исключением протечек д 1, дг и дз,Величина Ь 1 Чз.п может быть определенадля любой подачи насоса. Имея зависимости Ьйз.п(0), йя.тр(0) и Мх,х определяетсягидравлическая мощностьЙт = Мн.п - (И 9.тр+ Йх.х),Далее вычисляют теоретический напор,тормозную мощность йт, КПД колеса и ступени и т.д. в полном соответствии с известными рекомендациями, В итоге составляют 5 10 15 20 25 ными испытаниями (этап И), устанавливаем следующую величину:Йн,п - Й 9-О = (Вз + Ь Й и) + Ь дупл,з + + Ь дупл.п,где Ь 1 Чз - изменения потерь мощности на дисковое трение, обусловленное исключением утечек дг - в задней пазухе от оси к периферии;Ьйп - изменение потребляемой колесом 1 мощности, обусловленное исключением утечек 91 через переднюю пазуху 5;Ь дупл,з - потери мощности на трение в области уплотнения 8;Ь дупл.п - потери мощности на трение в области уплотнения 9.Для непосредственного определения величин Ь дупл.з и Ь дупл.п снова устанавливают бандажированное колесо и проводят специальные испытания при. поочередной установке колец 8 и 9.При этом при установке кольца 8 с помощью вспомогательных источников давления создают на кольце 8 перепад давления (проточность жидкости полностью исключа1638368 Составитель С,КосовТехред М,Моргентал Корректор А.Осауленко Редактор С,Лисина Заказ 911 Тираж 363 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 полный баланс для мощности, подведенной к валу насоса.Формула изобретения Способ испытания ступени центробежного насоса, включающий измерение перепада давления на переднем и межступенном уплотнениях при определении дисковых потерь в передней и задней боковых пазухах при обеспечении нулевых утечек соответственно в задней и передней пазухах с установленным штатным рабочим колесом,отличающийся тем, что.с целью расширения области применения и снижения трудоемкости путем обеспечения воэможности определения балансовых 5 характеристик ступени при наличии вэаимовлияющих. утечек через боковые пазухи последней и уменьшения количества переборок испытательного стенда, измерение перепада давления на уплотнениях осу ществляется при обеспечении нулевыхутечек через боковые пазухи одновременно.