ИЗМЕРИТЕЛЬ КАВИТАЦИОННОГО ЗАПАСА НАСОСА

Область применения - насосостроение.
Под кавитационным запасом понимается величина, вычисляемая по формуле
1
где Р - полное давление при входе в насос, Па;
s
P - давление насыщенного пара в потоке рабочей жидкости при входе в насос. Па;
ж
ρ - плотность жидкости, ;
Δh - кавитационный запас насоса, определяемый в зависимости от
рода жидкости,
1
s
ΔР - разность давлений р* и P, Па.
Основным моментом определения кавитационного запаса является требование к точности получения разности давлений ΔР, что особенно важно для режимов работы насоса в окрестности кавитационного срыва и на предельно-срывной ветви кавиуационной характеристики.
Известно устройство, содержащее насос, подводящий участок трубопровода, отверстие для измерения статического давления перед насосом, соединенное с ртутным манометром, расходомер для определения скорости потока, термопару для определения температуры жидкости перед насосом (см. Карелин В.Я. Кавитационные явления в центробежных и осевых насосах. Машгиз, Москва, 1963 г., стр.218, фиг.118).
Недостатком этого устройства является сравнительно малая точность определения навигационного запаса из-за раздельного определения составляющих параметров и наличия промежуточных вычислений для нахождения скорости потока и полного давления.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, по мнению автора, является стенд для испытания насосов, содержащий насос, подводящий участок, приемное отверстие для измерения давления, соединенное с ртутным манометром, заборную и сливную емкости. Недостатком этого стенда является наличие входной задвижки, которая ограничивает диапазон измерения входных давлений, так как при некотором прикрытии задвижки на ней самой возникает кавитация, искажающая характеристики насоса. Кроме того, наличие открытых емкостей способствует подмешиванию воздуха из атмосферы и меняет газосодержание в жидкости, что влияет на достоверность характеристики насоса (см. тот же источник, стр.220, фиг.120).
Решаемой задачей настоящего предложения является устранение указанных недостатков и повышение точности определения кавитационного запаса насоса. Технический результат достигается тем, что измеритель, установленный перед насосом, выполнен в виде колбы в сочетании с приемниками полного
1
1
s
ман
1
давления Р*, в потоке жидкости. При этом полное давление Р* и давление Pпара внутри колбы, частично заполненной той же жидкостью, отводятся к дифференциальному манометру, измеряющему разность этих давлений ΔР. При этом измеряется температура T жидкости при входе в насос.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого измерителя, а на фиг.2 - вид сбоку этого измерителя. Согласно предложению, измеритель, установленный в подводящем участке 1 перед насосом 2, содержит колбу 3, которая, будучи предварительно вакууммирована, частично заполнена дегазированной рабочей жидкостью и загерметизирована. Колба 3 выполнена тонкостенной из высокотеплопроводного материала и имеет хорошо обтекаемую форму. К поверхности колбы 3 приделаны несколько полых стоек 4, фиксирующих положение колбы 3 и одновременно являющихся приемниками полного давления в потоке рабочей жидкости, для чего в стойках 4 сделаны по всей высоте щели 5. Полости стоек 4 соединены отводными трубками 6 с трубчатым кольцевым коллектором 7, присоединенным трубкой 8 к одной стороне дифференциального манометра 9. К другому концу дифференциального манометра 9 присоединено посредством трубки 10 пространство 11 над свободной поверхностью жидкости в колбе 3, заполненное паром этой жидкости. При входе в насос установлена термопара.
1
s
ман
Принцип действия измерителя состоит в следующем. Поток жидкости, движущийся на участке 1 при входе в насос 2, обтекает колбу 3 и стойки 4. Попадая в щели 5 стоек 4, поток создает полное давление Р*, которое передается через отводные трубки 6, кольцевой коллектор 7 и трубку 8 к одной стороне дифференциального манометра 9. Одновременно с этим давление пара P, образовавшегося в пространстве 11 над свободной поверхностью жидкости в колбе 3, передается по трубке 10 к другой стороне дифференциального манометра 9. Таким образом, дифференциальный манометр 9 измеряет разность давлений ΔР.
1
s
S
Поскольку оболочка колбы 1 тонкостенная и выполнена из высокотеплопроводного материала, то температура T, измеряемая термопарой 12 в потоке рабочей жидкости, и этой же жидкости внутри колбы 3 будет одинаковой, и поэтому давление пара P в пространстве 11 колбы 3 будет таким же, как и давление пара P в потоке рабочей жидкости, т.е. получается, что
ман
ΔР=ΔР.
ж
1
1
Плотность жидкости ρ определяется по стандартным табличным данным как функция температуры T. Располагая величинами ΔР и T легко найти кавитационный запас
где Δh - кавитационный запас насоса,
ман
1
S
ΔР. - разность давлений р* и P, измеряемая дифференциальным манометром. Па;
ж
ρ - плотность жидкости,
1
T - температура жидкости, К.