Испытания полупогружного насоса после ремонта

После ремонта, сборки и монтажа насоса необходимо провести его испытание. Контрольные испытания проводят в следующем порядке.

1. Произвести пуск насоса при закрытой задвижке. После того, как электродвигатель набрал полную частоту вращения постепенно открыть регулировочную задвижку.

2. Работа насоса при закрытой задвижке более 5 минут не допускается.

3. Обеспечить напор насоса в пределах рабочей части характеристики по показаниям манометра при помощи регулирующей задвижки. Допускаемое значение напора: 45…50 м.

4. Убедится при работе насоса в устойчивости показаний вакуумметра. Колебание показаний вакуумметра должно быть не более 0, 2 м.

5. Проверить после пуска насоса работу сальникового уплотнения – подтекание жидкости допускается не более 3 л/ч.

6. Проверить температуру нагрева подшипников. Температура подшипника качения не должна превышать 80 º С, подшипников скольжения – не более 50 º С.

7. Закрыть регулирующую задвижку перед выключением электродвигателя и остановкой насоса.

Измерение напора насоса производится по манометру, подключенным на напорном трубопроводе перед регулирующей задвижкой. Соответствие напора насоса его значениям в рабочей части характеристики достигается регулирующей задвижкой в случае несоответствия сопротивления сети трубопровода. Манометры выбираются так, чтобы их шкала использовалась не менее чем на 2/3.

2 расчётная часть

2.1 Гидравлический расчёт полупогружного насоса

Для полупогружного центробежного насоса НВ50/50 определим расчётным путём мощность электродвигателя.

Паспортные данные насоса:

напор, м Н=50;

подача, м³/час Q=50;

частота вращения вала, мин^-1 n=1440;

потребляемая мощность, кВт N=15, 9

Гидравлическая мощность насоса:

, (1)

где Н – напор насоса, м;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

ρ – плотность перекачиваемой жидкости, для нефтепродуктов

ρ =850 кг/м³;

Q – подача насоса, м³/с;

η – общий КПД насоса.

Определим теоретический напор насоса по упрощённой формуле Пфлейдерера [5]:

, (2)

где k – коэффициент зависящий от выходного угла лопатки рабочего

колеса, k =1, 3 [5];

n – частота вращения вала, n = 1440 об/мин=24 об/с;

D₂ – наружный диаметр рабочего колеса, D₂ =0, 28 м.

Фактический напор насоса:

Н=Н_Т∙ η _г , (3)

где η _г – гидравлический КПД насоса, учитывает потери на преодоление

гидравлических сопротивлений в подводе, рабочем колесе и отводе,

принимаем η _об=0, 8

Н=59∙ 0, 8=47 м

Фактическая подача насоса:

Q=c_м2× p× D₂× b₂× y₂× η _об, (4)

где c_м2 – меридиональная составляющая абсолютной скорости на выходе

колеса, м/мин;

b₂ – ширина канала рабочего колеса на выходе, b₂ = 0, 03 м;

y₂ – коэффициент стеснения, учитывает толщину и количество

лопаток рабочего колеса;

η _об – объёмный коэффициент насоса, учитывает утечки жидкости

через уплотнения, принимаем η _об =0, 96.

Меридиональную составляющую абсолютной скорости определим по формуле:

c_м2 = c₂ × sina, (5)

где c₂ – абсолютная скорость на выходе колеса, м/с;

a – угол между касательными к окружности колеса и лопатки, a=27º.

Значение с₂ определим по формуле:

с₂=0, 0045∙ n∙ D₂ , (6)

с₂=0, 0045∙ 1440∙ 0, 28=1, 81 м/с

c_м2 = 1, 81∙ sin27=0, 82 м/с.

Коэффициент стеснения:

, (7)

где z – число лопаток колеса, z =7;

d – толщина лопатки, d = 0, 004 м.

0, 96

Подставляя в формулу найденные значения величин, получим:

Q=0, 82∙ 3, 14∙ 0, 28∙ 0, 03∙ 0, 96∙ 0, 96=0, 014 м³/с = 51 м³/час

Общий КПД насоса равен произведению нескольких КПД и определяется по формуле:

η = η _м × η _д × η _об × η _г, (8)

где η _м – механический КПД, учитывает потери на трение в опорах и

уплотнениях, принимаем η _м = 0, 92;

η _д – потери на дисковое трение, учитывает потери на трение внешней

поверхности дисков рабочего колеса о жидкость, принимаем

η _д =0, 94;

η = 0, 92∙ 0, 94∙ 0, 96∙ 0, 8=0, 66

Окончательно получим гидравлическую мощность насоса:

Мощность электродвигателя насоса:

N_д≥ 1, 05·N, (9)

N_д≥ 1, 05∙ 13=14 кВт

2.2 Расчёт шпоночного соединения рабочего колеса с валом

При работе насоса, вследствие действия крутящего момента, может произойти смятие боковых поверхностей шпоночного паза рабочего колеса или вала, или срез шпонки по продольному сечению. При расчёте шпоночного соединения проверяется прочность шпонки на смятие. Цель расчёта − проверка прочности шпонки.

Условие прочности на смятие:

, (10)

где – расчётные напряжения смятия, Н/мм²;

– допускаемые напряжения смятия, принимаем для материала

шпонки (нормализованная сталь 45) 120 Н/мм².

, (11)

где М_кр – крутящий момент на валу насоса, Н∙ мм;

l – длина шпонки под рабочим колесом без учёта закруглений, l =49 мм;

d – диаметр вала под колесо, d = 40 мм;

t – глубина шпоночного паза на колесе, t = 3, 3 мм

Крутящий момент определим через потребляемую мощность N_п=15, 9 кВт:

, (12)

где ω – угловая скорость вала насоса, ω =151 рад/с.

35 < 120 – условие прочности для шпонки выполняется.