Лабораторная работа №1 (зсм-42 25. 03. 2020)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 (ЗСМ-42 25.03.2020)

 

Тема: «ИСПЫТАНИЕ ШЕСТЕРЕННОГО НАСОСА. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРИНЦИПА РАБОТЫ, ПРАВИЛ ЗАПУСКА И ОСТАНОВКИ»

 

Цель работы

 

Изучение конструкции и принципа работы шестеренного насоса, экспериментальное определение его рабочих характеристик (зависимость основных параметров насоса от режима работы).

 

Краткие сведения о шестеренных насосах

 

Шестеренные насосы (ШН) широко применяются в судовых системах и установках для перекачивания вязких жидкостей с подачей до 10 м3/час при давлении до 1 МПа. эти насосы выполняют с внешним и внутренним заполнением. Привод насосов осуществляется непосредственно от ДВС или от электродвигателей. Наибольшее распространение на морских рыбопромысловых судах получили двухроторные нереверсионные шестеренные насосы с внешним зацеплением, общее устройство таких насосов показано на рис. 1.1.

Действие насоса ясно из поперечного разреза А-А. при вращении шестерен в направлениях, указанных стрелками, в приемной камере Б шестерни выходят из зацепления, объем камеры увеличивается и ней создается разрежение, жидкость поступает в насос, заполняет впадины между зубьями шестерен, которые переносят ее в напорную камеру В. здесь жидкость вытесняется в напорный трубопровод зубьями шестерен, входящими в зацепление. Предотвращение обратного движения жидкости из нагнетательной полости В во всасывающую полость Б обеспечивается малыми зазорами между зубьями и внутренней поверхностью корпуса насоса 35 и втулок 13, 14, 15 (0,02 –0,06 мм).

К преимуществам ШН следует отнести простоту конструкции, малые габариты и массу, простоту в обслуживании, равномерность подачи.

К недостаткам следует отнести отсутствие сухого всасывания, необходимость соблюдения минимальных зазоров в соединениях, повышенные требования к чистоте перекачиваемой жидкости, т. к. даже незначительные примеси вызывают падение производительности насоса и повреждение зубьев зацепления.

 

Лабораторная установка

Функциональная схема лабораторной установки изображена на рис. 1.2.

Шестеренный насос 4 марки ШФ приводится в действие электродвигателем 6, включение его в работу производится пускателем. В насос встроен предохранительный клапан 5, который перепускает масло из нагнетательного трубопровода во всасывающий в случае превышения предельного давления в напорном трубопроводе.

 

Рисунок 1.1 – Шестеренный насос:  1 - пружина разгрузочного клапана; 2 - пробка разгрузочного клапана; 3 - клапан; 4 - крышка предохранительного клапана; 5 - пружина; 6 - упорная шайба; 7 - регулировочный винт; 8 - колпачок; 9 - крышка; 10 - седло предохранительного клапана; 11 - ведущий ротор;  12 - ведомый ротор; 13 - втулка ведущего ротора; 14 - втулка ведомого ротора; 15 - втулка ведущего ротора; 16 - паронитовая прокладка; 17 - упорное кольцо; 13 - шпонка; 19 - шарик; 20 - болты сальника; 21 - болты крепления задней крышки; 22 - винт; 23 - винт; 24 - стопорная гайка; 25 - шайба; 26 - шайба; 27 - крышка; 23 - прокладка паронитовая; 29 - прокладка; 30 - прокладка паронитовая; 31 - прокладка; 32 - пята; 33 - задняя крышка; 34 - стойка; 35 - корпус насоса; 36 - резиновые уплотнительные кольца; 37 - подпятник; 38 - пружина; 39 - упорная втулка; 40 - резиновые кольца; 41 - упорное кольцо.

 

 

Рисунок 1.2 - Схема лабораторной установки

 

Мановакуумметр 3 показывает давление разряжения на всасывании, а манометр 8 показывает давление нагнетания развиваемое шестерным насосом. С помощью клапана 9 можно регулировать давление нагнетания.

В системе установлена центрифуга 10 и сдвоенный фильтр 11, которые очищают масло от механических примесей.

Счетчик-расходомер 12 показывает объемное количество жидкости, перекачиваемое насосом. Бак 1 предназначен для хранения масла, которое забирается насосом 4 через клапан 2 и после прокачки через систему возвращается в бак. Т. о. обеспечивается непрерывность циркуляции масла. С помощью запорного клапана 2 можно регулировать величину разряжения во всасывающем трубопроводе и т. о. имитировать степень загрязнения всасывающего фильтра, что приводит к уменьшению производительности насоса, его КПД, ухудшению подачи масла потребителю. Амперметром 7 замеряется потребляемый электродвигателем ток.

 

Техника безопасности

 

К эксплуатации установки и проведению лабораторной работы допускаются студенты, прошедшие соответствующий инструктаж по технике безопасности.

Включение установки без разрешения преподавателя категорически запрещается

Перед пуском в работу установки необходимо проверить

Исправность трубопроводов, наличие и надежность заземления, сопротивление изоляции.

Отсутствие посторонних предметов на элементах установки и монтажном столе.

Наличие, исправность и годность приборов измерения.

Наличие и надежность крепления защитных ограждений.

Уровень рабочей жидкости, который должен быть не менее половины бака.

В случае появления стуков, ударов, шума не эксплуатационного характера во время работы насоса его необходимо немедленно остановить.

Запрещается полностью закрывать клапана 2 и 9.

Эксплуатация установки должна осуществляться в полном соответствии с инструкцией по ее обслуживанию.

 

Цель работы

 

Изучение центробежного насоса, отработка практических навыков по разборке, сборке, настройки и эксплуатации насоса.

 

Техника безопасности

 

1. Работа выполняется только в присутствии и под руководством преподавателя или лаборанта.

2. Перед началом эксперимента необходимо проверить:

- наличие и надежность крепления защитного кожуха полумуфты насоса и электродвигателя;

- наличие и исправность заземления;

- исправность проводящих электропроводов;

- сопротивление изоляции приводного электродвигателя;

- наличие коврика и деревянной подставки у пульта запуска электродвигателя;

- наличие и исправность контрольных приборов;

- уровень воды в баке;

- надежность креплений всех элементов установки;

- отсутствие посторонних предметов на элементах установки.

 

Содержание отчета

 

По результатам проведения испытаний составляется отчет, в который должны войти: схемы – рис. 2.1, 2.7, сводная таблица № 1, характеристики насоса – рис. 2.8, а также ответы на контрольные вопросы.

 

 

Таблица 2.1 - Сводная таблица результатов испытаний и расчета параметров насоса

 

№ п/п

Наименование параметра

Способ определения

Режимы

1. Сила тока I, А По амперметру             2. Разность показаний счетчика расхода D V, м³ По счетчику             3. Время замера D t, с По секундомеру             4. Объемная производительность насоса Q,, м³/сек Q= D V/ D t             5. Массовая производительность насоса G, кг/сек G = r × Q             6. Избыточное давление нагнетания Р_н, МПа По манометру             7. Разряжение на всасывании насоса Р_вс, МПа По мановакуумметру             8. Абсолютное давление нагнетания Р₂, МПа Р₂ = Р_о + Р_н             9. Абсолютное давление на всасывании Р₁, МПа Р₁ = Р_о - Р_вс             10. Напор насоса Н, м. Вод. ст.             11. Полезная мощность насоса N _п, Вт             12. Мощность, потребляемая электродвигателем N _э, Вт N_э = и × I             13. Мощность, потребляемая насосом N, к Вт N = N_э × h _э             14. КПД насоса h, %            

r = 1000 кг/м3;      Рt = 0.1 МПа;      U = 380 V;      hэ = 0,98.

 

 

Рисунок 2.8 - Характеристики насоса

 

 

Контрольные вопросы

 

1. К какой группе насосов относится центробежный насос?

2. Объясните принцип действия центробежного насоса.

3. Перечислите преимущества и недостатки центробежных насосов.

4. Каковы теоретическая и практическая высота всасывания насоса и объясните их разность.

5. Объясните, что такое работа насоса с подпором и подсосом.

6. Каковы свойства центробежных насосов используются на судах при перекачивании рыбы или при дноуглубительных работах?

7. Какие виды потерь имеют место в насосе?

8. Какой порядок запуска насоса?

9. Для чего предназначен диффузор?

 

Рекомендуемая литература: [1-8].

 

Цель работы

 

Изучение струйного насоса, отработка практических навыков по разборке, сборке, настройки и эксплуатации насоса.

 

Техника безопасности

 

1. Работа выполняется только в присутствии и под руководством преподавателя или лаборанта.

2. Перед началом эксперимента необходимо проверить:

- наличие и надежность крепления защитного кожуха полумуфты насоса и электродвигателя;

- наличие и исправность заземления;

- исправность проводящих электропроводов;

- сопротивление изоляции приводного электродвигателя;

- наличие коврика и деревянной подставки у пульта запуска электродвигателя;

- наличие и исправность контрольных приборов;

- уровень воды в баке;

- надежность креплений всех элементов установки;

- отсутствие посторонних предметов на элементах установки.

 

Содержание отчета

 

По результатам проведения испытаний составляется отчет, в который должны войти: схемы – рис. 2.1, 2.7, сводная таблица № 1, характеристики насоса – рис. 2.8, а также ответы на контрольные вопросы.

 

 

Таблица 2.1 - Сводная таблица результатов испытаний и расчета параметров насоса

 

№ п/п

Наименование параметра

Способ определения

Режимы

15. Сила тока I, А По амперметру             16. Разность показаний счетчика расхода D V, м³ По счетчику             17. Время замера D t, с По секундомеру             18. Объемная производительность насоса Q,, м³/сек Q= D V/ D t             19. Массовая производительность насоса G, кг/сек G = r × Q             20. Избыточное давление нагнетания Р_н, МПа По манометру             21. Разряжение на всасывании насоса Р_вс, МПа По мановакуумметру             22. Абсолютное давление нагнетания Р₂, МПа Р₂ = Р_о + Р_н             23. Абсолютное давление на всасывании Р₁, МПа Р₁ = Р_о - Р_вс             24. Напор насоса Н, м. Вод. ст.             25. Полезная мощность насоса N _п, Вт             26. Мощность, потребляемая электродвигателем N _э, Вт N_э = и × I             27. Мощность, потребляемая насосом N, к Вт N = N_э × h _э             28. КПД насоса h, %            

r = 1000 кг/м3;      Рt = 0.1 МПа;      U = 380 V;      hэ = 0,98.

 

 

Рисунок 2.8 - Характеристики насоса

 

 

Контрольные вопросы

 

1. К какой группе насосов относится центробежный насос?

2. Объясните принцип действия центробежного насоса.

3. Перечислите преимущества и недостатки центробежных насосов.

4. Каковы теоретическая и практическая высота всасывания насоса и объясните их разность.

5. Объясните, что такое работа насоса с подпором и подсосом.

6. Каковы свойства центробежных насосов используются на судах при перекачивании рыбы или при дноуглубительных работах?

7. Какие виды потерь имеют место в насосе?

8. Какой порядок запуска насоса?

9. Для чего предназначен диффузор?

 

Рекомендуемая литература: [1-8].

 

Цель работы

 

Изучить устройство судового вентилятора и опробовать его в действии

 

Краткие сведения

 

Компрессоры и воздуходувки – это машины, с помощью которых газообразным веществам передается от приводной машины большая удельная механическая энергия.

Вентиляторы применяют на судах для подачи воздуха в топки паровых котлов, вентиляции МКО, трюмов и других грузовых помещений, служебных и жилых помещений.

В том случае, если газ сжимается до давления (0,15...0,3) МПа, то такие механизмы называются воздуходувками или нагнетателями (вентиляторами), а если до давления (0,3...40) МПа и свыше – компрессорами.

По конструкции принципу действия различают:

- центробежные вентиляторы;

- осевые вентиляторы.

Вентиляторы делят на:

- высокого давления 3-15 кПа - Центробежные вентиляторы;

- среднего давления 1 - 3 кПа - Центробежные вентиляторы;

- низкого давления до 1 кПа - Осевые вентиляторы.

Расход воздуха у вентиляторов обычно от 2 до 180 м3/мин.

Частота вращения от 1000 до 5000 об/мин.

Потребляемая мощность от 0.05 до 135 кВт.

Вследствие малой плотности перемещаемой среды, вентиляторы выполняются с радиальными лопатками и с лопатками загнутыми вперёд. Последние создают в 2-3 раза более высокий напор, чем вентиляторы с лопатками загнутыми назад, но имеют меньший КПД. Промежуточное положение занимают вентиляторы с радиальными лопатками.

 

Лабораторная установка

Функциональная схема установки изображена на рис. 3.2. На данной схеме показана схема двухконтурного охлаждения двигателя внутреннего сгорания 1. В первый контур входят: двигатель 1, насос 2 и холодильник 3.

 

Рисунок 3.2 - Схема работы судового вентилятора:

 

1 – двигатель внутреннего сгорания; 2 – холодильник, охлаждающий 1-й контур воды; 3 – насос 1-го контура; 4 – насос 2-го контура;

5 – холодильник, охлаждающий 2-й контур воды;

6 – вентилятор; 7 – электропривод вентилятора; 8 – расходная цистерна.

 

 

Во втором контуре используется техническая вода из-за отсутствия забортной, для этого установлена расходная цистерна 8. Насосом 4 вода перегоняется через два холодильника 2 и 5. Холодильник 5 представляет себой большое количество оребренных трубок, через которые вентилятор 6 прогоняет воздух, для дополнительного охлаждения воды. В холодильнике 2 происходит теплообмен двух контуров, после чего вода второго контура возвращается в расходную цистерну 8.

 

Техника безопасности

 

1. Перед пуском в работу установки необходимо проверить:

- исправность трубопроводов, наличие и надежность заземления, сопротивление изоляции;

- отсутствие посторонних предметов на элементах установки и монтажном столе;

- наличие, исправность и годность приборов измерения;

- наличие и надежность крепления защитных ограждений;

- уровень рабочей жидкости, который должен быть не менее половины бака.

 

2. В случае появления стуков, ударов, шума не эксплуатационного характера во время работы насоса его необходимо немедленно остановить.

 

3. Эксплуатация установки должна осуществляться в полном соответствии с инструкцией по ее обслуживанию.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 (ЗСМ-42 25.03.2020)

 

Тема: «ИСПЫТАНИЕ ШЕСТЕРЕННОГО НАСОСА. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ, ПРИНЦИПА РАБОТЫ, ПРАВИЛ ЗАПУСКА И ОСТАНОВКИ»

 

Цель работы

 

Изучение конструкции и принципа работы шестеренного насоса, экспериментальное определение его рабочих характеристик (зависимость основных параметров насоса от режима работы).