Способ кавитационных испытаний лопастного насоса

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСХОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 261277 (21) 2558831/25-06с присоединением заявки йо(51)М. Кл.з0 01 М 15/00 .Г 04 0 15/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ КАВИТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ЛОПАСТНОГО НАСОСАИзобретение относится к областигидродинамических испытаний насосов,более конкретно к кавитационнымиспытаниям насосов на газонасыщеннойжидкости и может быть использованово всех отраслях техники, где применяется перекачка жидкостей с растворенным газом.Известно, что при перекачке лопастным насосом газонасыщенной жидкости давление в кавитационной каверне является суммой парциальныхдавлений пара и газа. Увеличениедавления в кавитационной каверне навеличину парциального давлениягаза приведет к увеличению на этуже величину критического давленияна входе в насос и критического кавитационного запаса насоса. Такимобразом, при перекачке гаэонасыщенной жидкости происходит ухудшениевсасывающей способности насоса посравнению со случаем перекачки дегазированной жидкости,Наибольшее влияние растворенныйгаз оказывает на величину критического кавитационного запаса при работе насоса иа жидкости с большойконцентрацией растворенного газа,например, на воде, насыщенной углекислым газом.В настоящее время известен способкавитационных испытаний лопастногонасоса, заключающийся в том, чточерез испытуемый насос прокачиваютжидкость с переменным содержаниемподмешиваемого к ней свободногогаза при постоянной скорости вращениявала насоса и измеряют необходимыепараметры работы насоса 11).Однако диаметр пузырьков газапри подмешивании его в свободномсостоянии к жидкости может в значительной степени отличаться отдиаметра пузырьков того же газа,но выделяющегося иэ жидкости приснижении давления. Вследствие этоговеличина критического кавитационногозапаса. насоса, полученная в результате испытаний на смеси жидкости и свободного газа, может оказать-ся 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 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 2, По результатам этого испытания строится частная кавитационная характеристика, с помощью которой определяется величина критического кавитационного запаса, ь 6 при фиксированных значениях расходажидкости и концентрации С Растворенного в ней газа. Проводя ряд подобных испытаний при различных значениях Ч и С можно построить кавитационную характеристику: АЬР= 9 (О) 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,испытанийЦелью изобретения является снижение трудоемкости и уменьшение продолжительности испытаний. О 20 ЗОПоставленная цель достигаетсятем, 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 расхо О да 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 концентрациирастворенного в ней газа на режиме кавитационного срыва работы насоса, на фиг. 3 - кавитационные характеристики насоса ьЬР= р(М при различ- О ных значениях концентрации С растворенного в жидкости газа.Стенд содержит емкости 1 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 ные приборы - манометры 12, датчик температуры 13, датчики расхода 14 и 15 и прибор 16 для измерения содержания свободного газа на входе в насос65 Данный способ осуществляется следующим образом; через испытываемый лопастной насос 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 Я жидкости и создаваемый напор Ь, 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 устанавливают 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 уменьше" ние расхода жидкости Я 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 расходачерез последний. Величина С определяется расчетным путем по показаниям датчиков расхода 14 и 15. После этого строят зависимости расхода жидкости Ц от концентрации С растворенного в ней газа на режиме кавитационного срыва работы лопастного насоса 3 и кавитационные характеристики лопастногонасоса 3 д Ьр у (9) 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 сокращает время испытаний, так .как в данном случае требуется всего 4 испытания для построения кавитационной характеристики дЬР= Я(0).формула изобретенияСпособ 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, приэтом измеряют расход жидкости и создаваемый напор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения трудо 5емкости и уменьшения продолжительности испытаний, прокачку до получения режима кавитационного срыва ведутдегазированной жидкостью, после чегоконцентрацию растворенного газа вжидкости увеличивают, поддерживаядавление на входе в испытуемюй насоспостоянным и соответствующим режимукавитационного срыва.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 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,М., "Машиностроение", 1975, с. 248,Фиг. 4.8.763718 Фиг Составитель Г, БогомольныйТехред И. Асталош . . Корректор С. Шекма Редактор Л.Новожилов акаэ 6270/35 ПодписноССР ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,л тираж 1019 ВНИИПИ,Государственног по делам изобретени 3035, Москва, Ж-З 5, Ра