Рисунок 2 – Внешний вид шкафа управления стендом:
1- Дисплей преобразователя частоты (контроллера FC 301 фирмы Danfos); 2- Индикатор «Сеть» - сигнализирует о наличии напряжения в шкафе управления; 3- Потенциометр «Задание» - задаёт давление которое будет поддерживать насос в автоматическом режиме; 4- Переключатель «Авт. Ручн.» - устанавливает режим регулирования подачи воды в трубопровод; 5- Кнопки «Пуск», «Стоп» - производят пуск и останов насоса; 6- Ручка рубильника «Сеть ~380В» - включает и отключает шкаф управления стенда.
3. Теоретическая часть
Расходом (подачей) Q называется количество жидкости, протекающей через площадь сечения потока в единицу времени. Расход измеряется:
- в единицах объема м3/с – объемный расход;
- в весовых единицах кг/с – массовый расход;
- в весовых единицах кг м/с3 – весовой расход.
Давление насоса P – это разность давлений на выходе из насоса Pн и входе Pв в насос, измеряется в Па или ата.
Мощность насоса N – мощность, потребляемая насосом, Вт.
КПД насоса η – отношение полезной мощности к мощности насоса. Где полезная мощность – мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкости.
Напор насоса Н – величина определяемая зависимостью
, мЗависимости между основными параметрами насоса для различных режимов работы принято представлять графически в виде характеристик.
Характеристиками центробежных насосов называют – графические зависимости параметров: напора Н, мощности N, КПД η от подачи Q при постоянной частоте вращения ротора nи неизменных значениях плотности и вязкости жидкости: Н(Q), N(Q), η(Q) рисунок 3.
Рисунок 3 – Характеристики насоса и сети.
Рабочие органы насоса рассчитываются для определённого сочетания подачи Q, напора Н и частоты вращения n, причём размера и формы проточной части выбираются таким образом, чтобы гидравлические потери при работе на этом режиме были минимальными. Такое сочетание подачи, напора и частоты вращения называют оптимальным режимом. Для правильной эксплуатации насоса необходимо знать, как изменяются напор Н, КПД, мощность N потребляема насосом, при изменении его подачи, т.е. знать рабочую часть характеристики насоса, при которой понимается зависимость напора Н, мощности N, и КПД от подачи Q насоса при постоянной частоте вращения n.
Характеристики насоса получают обычно экспериментальным путём, производя измерения давления и расхода жидкости, а также мощности привода.
Характеристики насоса установленного в стенде приведены на рисунке 4.
Рисунок 4 – Характеристики насоса.
Регулирование работы насоса выполняется с целью изменения его основных параметров: подачи Q инапора H. Одновременно меняется значения мощности Nи коэффициент полезного действия (КПД) η насоса.
Регулирование достигается воздействием на сеть, либо на насос. Результатом этого воздействия является изменение характеристик сети и насоса.
В работе исследуются два вида регулирования:
- дроссельноерегулирование;
- регулирование изменением частоты вращения насоса.
Дросселирование (рисунок 5) – наиболее простой и надежный способ регулирования насосов, осуществляемый запорным органом-дросселем (задвижкой, вентилем и др.), расположенным на напорной линии (задвижка 3, рисунок 1).
При закрытии дросселя происходит увеличение сопротивления сети (Нс), в результате характеристика насосной установки пойдёт круче (Нс1). При этом режиме напор насоса Н1 складывается из напора Н2, расходуемого в установке при эксплуатации с полностью открытой задвижкой, и потери напора в задвижке НДР. Каждому положению дросселя отвечает своя характеристика сети.
Рисунок 5 – Дроссельное регулирование.
Таким образом, регулирование работы насоса дросселированием вызывает дополнительные потери энергии, снижающие КПД установки. Поэтому этот способ регулирования не экономичен. Однако благодаря исключительной простоте регулирования дросселированием получило наибольшее распространение.
