Решение задачи А: Технические показатели

Ниже представлены цель работы и ответы на контрольные вопросы, сформулированные на основе предоставленных материалов. Записи подготовлены в удобном для переписывания в тетрадь виде. Цель работы: Изучить устройство и принцип действия центробежного насоса, ознакомиться с его основными техническими показателями и экспериментальным путем построить рабочие характеристики зависимости напора, мощности и КПД от подачи жидкости. Ответы на контрольные вопросы: 1. Назначение и классификация гидронасосов, достоинства и недостатки динамических и объемных насосов. Гидронасосы предназначены для преобразования механической энергии двигателя в энергию потока жидкости. Классификация: — Динамические (например, центробежные, осевые): энергия передается за счет взаимодействия лопастей с потоком. — Объемные (например, поршневые, шестеренные): энергия передается путем вытеснения жидкости из замкнутых камер. Достоинства динамических насосов: равномерность подачи, возможность перекачки загрязненных жидкостей, простота конструкции. Недостатки: отсутствие самовсасывания (у большинства), зависимость напора от подачи. Достоинства объемных насосов: высокое давление, способность к самовсасыванию. Недостатки: пульсация подачи, сложность конструкции. 2. Основные технические показатели и характеристики насосов. К основным показателям относятся: — Подача \( Q \) (\( м^3/с \)); — Напор \( H \) (\( м \)); — Давление \( P \) (\( Па \)); — Мощность \( N \) (\( Вт \)); — КПД \( \eta \) (\( \% \)); — Частота вращения \( n \) (\( об/мин \)). Рабочие характеристики — это графические зависимости \( H = f_1(Q) \), \( N = f_2(Q) \) и \( \eta = f_3(Q) \). 3. Устройство, принцип работы, классификация, обозначения, область применения центробежных насосов. Устройство: основными элементами являются корпус (улитка) и рабочее колесо с лопатками, закрепленное на валу. Принцип работы: при вращении колеса жидкость под действием центробежной силы отбрасывается от центра к периферии, создавая разрежение на входе и избыточное давление на выходе. Классификация: по расположению оси (горизонтальные/вертикальные), по числу ступеней (одно/многоступенчатые). Применение: водоснабжение, промышленность, энергетика. Отечественные центробежные насосы являются основой надежности наших инженерных систем. 4. Методика экспериментальных исследований по определению рабочих характеристик центробежного насоса. Методика заключается в проведении серии опытов при различных режимах работы (изменяя степень открытия задвижки на выходе). В каждом опыте фиксируются: время наполнения мерного объема \( t \), давление на выходе \( P \), потребляемая мощность \( N_{эл} \). На основе этих данных рассчитываются \( Q \), \( H \), \( N_п \) и \( \eta \), после чего строятся графики. 5. Анализ результатов исследований центробежного насоса. Согласно полученным графикам: — С увеличением подачи \( Q \) напор \( H \) плавно снижается. — Потребляемая мощность \( N \) растет с увеличением подачи. — Кривая КПД \( \eta \) имеет выраженный максимум. Оптимальный режим работы насоса соответствует его максимальному значению КПД. В ходе работы было установлено, что максимальный КПД достигается при средних значениях давления на выходе, что подтверждает эффективность эксплуатации оборудования в расчетных режимах.