Относно характеристиките на български центробежни помпи при подрязване на работното колело



Дата16.10.2018
Размер288.08 Kb.
ОТНОСНО ХАРАКТЕРИСТИКИТЕ НА БЪЛГАРСКИ ЦЕНТРОБЕЖНИ ПОМПИ ПРИ ПОДРЯЗВАНЕ НА РАБОТНОТО КОЛЕЛО



Генчо Ст. ПОПОВ

Борис Зв. КОСТОВ

Климент В. КЛИМЕНТОВ










gspopov@ru.acad.bg

bkostov@uni-ruse.bg

kklimentov@uni-ruse.bg

Русенски университет „Ангел Кънчев”, гр. Русе, ул. “Студентска” №8

катедра Топлотехника, хидро и пневмотехника

Резюме: В работата са представени уравнения на характеристиките на български едностъпални центробежни помпи тип Е. Разработена е методика за сравнително изследване точността на преизчисляване на показателите на помпите с помощта на уравненията на подобие. Резултатите показват, че за изследваните помпи теоретичното преизчисляване на характеристиките при подрязване в някои случаи е свързано със значителни грешки.
Ключови думи: характеристики на центробежни помпи, подрязване на работното колело



Въведение

За осигуряване на енергоефективни режими на работа на помпените агрегати се използват различни методи за регулиране на дебита [А. Кръстеава]. В случаите, когато в дадена помпена система трайно се е променила нуждата от осигуряване на дадено количество течност може да се наложи подмяна на помпения агрегат. Много често като ефективен начин за решаване на тази задача, без нужда от големи инвестиции, се препоръчва промяна (намаляване) на външния диаметър на работното колело на помпата. Това намаляване на диаметъра е познато като „подрязване на работното колело”.

За изследване работните режими на центробежни помпи с подрязано работно колело е необходимо да се познават характеристиките и при различни диаметри . Тези характеристики най-точно се получават по опитен път. В литературата обаче се дават зависимости, с помощта на които теоретично могат да се преизчислят тези характеристики. Обикновено това става с помощта на следните уравнения [Златарев, Gülich]:


  1. ,

или

  1. ,

където са дебитът и напорът на помпата с работно колело с външен диаметър ; - съответно показателите на помпата с работно колело, подрязано до диаметър .

Тези уравнения описват т.н. „линии на подрязване”: ур. (1) - парабола на подрязване ; ур. (2) - права на подрязване .

Някои производители, като например фирма ВИПОМ гр. Видин [www.vipom.ru], дават в своите каталози характеристиките на помпите при няколко подрязани работни колела.

Целта на настоящата работа е да се направи проверка на препоръчваните формули за преизчисляване на характеристиките, като се използват заводските характеристики на български центробежни помпи с подрязани работни колела.



Методика на изследването

За постигане на целта е необходимо първо да се получат уравненията на напорно-дебитните характеристики на помпите и да се сравнят с преизчислените по формули (1) и (2) напорни характеристики.

Характеристиките и достатъчно точно се описват с полиноми от вида:


  1. ,

  2. .

Коефициентите в уравненията се получават по следния начин [Климентов и др.]. С помощта на специален софтуер тези характеристики се сканират и се определят координатите на определен брой точки от всяка характеристика. Полученият масив от данни се обработва по метода на най-малките квадрати, например в средата на програмата Excel на Microsoft.

В табл. 1 са дадени получените стойности на коефициентите от уравнения (3) и (4) за едностъпални помпи тип Е.

За изследване на точността при преизчисляване на напорните характеристики на помпите се постъпва по следния начин:


  • Определя се оптималният дебит на помпата, при който тя работи с максимален КПД. За целта като се приравни на нула първата производна на уравнение (4), се получава:

  1. .

Като се замести в уравнение (4) стойността на от (5), за максималния КПД се получава:

  1. .

  • Пресмятат се границите на работната зона на напорната характеристика ( и ), които ограничават режимите на работа на помпата с КПД .

От уравнение (4) следва:

  1. .

Като се замести от (7), формулите за граничните дебити приемат вида:

  1. ,

  2. .

За различни стойности на дебита в интервала се пресмята напорът на помпата за нормално работно колело по уравнение (3), като се използват съответните стойности на коефициентите от табл. 1.

Чрез формулите за подрязване се определят съответните дебити за изследвания интервал по формулите:



  1. ,

  2. .

За така определените дебити се пресмятат по уравнението на подрязване напорите на помпата:

  1. .

За същите дебити се пресмята и напорът по уравненията на заводските напорни характеристики за даденото подрязано работно колело, като се използват отново съответните стойности на коефициентите от табл.1.

Сравняват се относителните грешки, които се определят по формулата:



  1. .

Резултати

На фиг. 1 е показано изменението на грешката за помпа 50Е50 във функция на относителния дебит при две степени на подрязване , съответно 0,042 и 0,0605. Относителният дебит за дадена характеристика се определя спрямо дебита на помпата с подрязано колело, определен по формули (1) или (2) с оптималния дебит при нормално (неподрязано) работно колело:



  1. .






Фиг. 1 Изменение на относителната грешка за помпа 50Е50

1-1 и 1-2

преизчисляване по ур. (1) при степен на подрязване съответно 0,04 и 0,06

2-1 и 2-2

преизчисляване по ур. (2) при степен на подрязване съответно 0,04 и 0,06




Таблица 1

N

Помпа

n

D2

Коефициенти на напорната характеристика

Коефициенти на характеристика за КПД

Отн. грешка , % при относителен дебит

min-1

mm

a

b

c

d

e

f

по ур. (1)

по ур. (2)

1

3E20

2900

133

20,87

1,335

-0,5119

0,0258

0,364

-0,511

 

 

3E20А

126

18,68

1,157

-0,5362

0,0284

0,433

-0,0658

4,29

1,66

3E20B

116

15,75

1,627

-0,648

0,0484

0,465

-0,0823

0,06

5,55

2

3E32

2900

158

33,8

0,855

-0,471

0,0223

0,335

-0,0478

 

 

3E32А

148

28,89

0,39

-0,4768

0,013

0,362

-0,0541

8,71

6,39

3

6E12

2900

108

14,32

0,581

-0,1649

0,0111

0,231

-0,0197

 

 

6E12А

102

11,95

0,505

-0,1622

0,0232

0,23

-0,0208

10,00

5,93

4

6E20

2900

134

21,75

0,891

-0,2048

0,00135

0,224

-0,0174

 

 

6E20А

118

16,81

0,768

-0,2052

0,0211

0,239

-0,0212

1,15

5,01

5

6E32

2900

166

33,75

0,893

-0,201

0,0248

0,195

-0,0144

 

 

6E32А

152

27,49

1,194

-0,2786

0,0339

0,236

-0,0214

5,94

1,33

6E32B

142

25,38

1,304

-0,3045

0,0641

0,252

-0,0252

1,50

8,16

6

6E50

2900

198

52,77

2,118

-0,4377

0,0236

0,173

-0,0131

 

 

6E50А

175

39,49

2,535

-0,4926

0,0008

0,202

-0,0171

0,73

5,61

7

12E12

2900

120

16,31

0,252

-0,0522

-6E-05

0,148

-0,007

 

 

12E12А

105

11,85

0,253

-0,0599

-0,0128

0,152

-0,0081

10,75

2,78

8

12E20

2900

142

22,73

0,289

-0,0435

0,0547

0,111

-0,0043

 

 

12E20А

130

19,87

0,149

-0,0412

0,0522

0,125

-0,0056

1,40

3,30

9

12E32

2900

164

34,7

0,381

-0,0522

0,025

0,098

-0,0035

 

 

12E32А

156

29,73

0,362

-0,0571

0,0711

0,101

-0,004

10,54

7,25

10

12E50

2900

202

53,98

0,607

-0,0768

0,0228

0,099

-0,0034

 

 

12E50А

195

45,89

0,859

-0,0988

0,0266

0,108

-0,0043

10,17

5,76

11

25E20

2900

148

25,85

0,1

-0,0136

-0,0088

0,061

-0,0012

 

 

25E20А

130

20,25

0,145

-0,0166

-0,005

0,066

-0,0014

0,49

9,29

12

25E32

2900

172

35,72

0,398

-0,0222

-0,0184

0,055

-0,001

 

 

25E32А

165

31,66

0,365

-0,0234

-0,0051

0,061

-0,0012

10,05

6,11

13

25E50

2900

205

53,87

0,276

-0,0173

0,0141

0,06

-0,0011

 

 

25E50А

185

41,84

0,342

-0,0193

0,0163

0,066

-0,0014

2,52

0,96

14

50E20

1450

268

23,71

0,093

-0,0036

0,012

0,032

-0,0003

 

 

50E20А

240

18,81

0,085

-0,0038

-0,0029

0,038

-0,0005

4,16

4,86

15

50E32

1450

322

34,94

0,117

-0,0038

0,0273

0,032

-0,0003

 

 

50E32А

300

29,64

0,131

-0,0038

0,0185

0,033

-0,0004

1,33

4,08

50E32B

275

24,35

0,13

-0,0039

0,0235

0,035

-0,0004

0,14

5,55

16

50E50

2900

215

56,33

0,254

-0,008

0,0075

0,032

-0,0003

 

 

50E50А

206

52,69

0,217

-0,008

0,0102

0,034

-0,0004

0,91

2,08

50E50B

202

48,78

0,209

-0,0087

0,0122

0,036

-0,0004

11,59

5,85

17

50E80

2900

245

79,27

0,374

-0,0072

0,0249

0,026

-0,0002

 

 

50E80А

230

69,25

0,418

-0,0088

0,0222

0,029

-0,0003

4,24

0,28

50E80B

215

59,18

0,394

-0,0092

0,0304

0,031

-0,0003

9,26

0,78

18

100E12

1450

250

17,76

0,004

-0,0007

-0,0113

0,017

-0,00009

 

 

100E12А

230

14,83

0,013

-0,0006

0,0098

0,019

-0,0001

11,80

16,31

19

100E20

1450

280

24,2

0,06

-0,0011

0,0233

0,017

-0,00009

 

 

100E20А

260

19,6

0,055

-0,0011

0,0136

0,018

-0,0001

9,35

4,01

20

100E32

1450

345

35,19

0,099

-0,0014

0,0313

0,015

-0,0007

 

 

100E32А

320

29,96

0,122

-0,0019

0,0479

0,018

-0,0001

9,81

2,17

21

100E50

1450

388

50,51

0,205

-0,0023

0,0274

0,017

-0,0001

 

 

100E50А

360

43,83

0,132

-0,0018

0,018

0,018

-0,0001

2,63

0,59

22

140E40

1450

370

41,54

0,065

-0,0007

0,0088

0,01

-0,00004

 

 

140E40А

345

33,67

0,118

-0,0043

-0,0014

0,018

-0,0002

 

 



Вижда се, че за тези сравнително близки степени на подрязване, грешката при теоретичното определяне показателите на помпата при подрязване по едни и същи уравнения е различно. Докато при подрязване 0,04 се получава достатъчно точно съответствие между действителната напорна характеристика и тази, определена по уравн. (1), при подрязване 0,06 грешката е значителна и стръмно нараства при дебити, по-големи от оптималния. В случая за тази помпа, грешките при преизчисляване на характеристиките с помощта на (2) и за двете подрязвания е в границите до 5% (за оптималните дебити до 2 %), което може да се счита за достатъчно точно.

Анализът на получените резултати показва, че за изследваните помпи липсва изразена закономерност относно точността на преизчисляване на характеристиките по дадена зависимост, което добре се вижда от последните две колони на табл 1. За някои от помпите грешката между преизчислените и действителните характеристики е по-малка при използване на параболата на подрязване, при други е обратно - по-малка е грешката при използване на правата на подрязване. Това се отнася и за помпи с близка специфична честота на въртене .

В някои от случаите грешката в изследвания диапазон от дебити (работната зона от напорната характеристика) надхвърля 10-15 %, което определено може да се счита като недопустимо.

Заключение

Проведеното изследване показва, че при преизчисляване показателите на изследваните български едностъпални центробежни помпи при подрязване на работното колело с помощта на общоизвестните формули на подрязване е свързано в някои от случаите със значителни грешки. Липсва изразена тенденция за разлика в точността на преизчисляване при използване на параболата на подрязване или правата на подрязване.

Получените аналитични изрази за моделиране характеристиките на помпи тип Е могат с успех да се ползват при решаване на други задачи, свързани с определяне на работните режими и изследване на енергийната ефективност на помпени системи с такива помпени агрегати.

БЛАГОДАРНОСТИ:

Изследванията са подкрепени по договор № BG051PO001-3.3.04/28, „Подкрепа за развитие на научните кадри в областта на инженерните научни изследвания и иновациите”. Проектът се осъществява с финансовата подкрепа на Оперативна програма „Развитие на човешките ресурси” 2007-2013, съфинансирана от Европейския социален фонд на Европейския съюз“.
ЛИТЕРАТУРА

Кръстева, А., Изследване на енергийната ефективност при помпени системи. Автореферат на дисертация за ОНС Доктор, Русе, 2006

Златарев,. П. Турбопомпи и вентилатори. Техника, София, 1979

Климентов, Кл., Г. Попов, Кр. Тужаров. Уравнения на характеристиките на центробежни помпи, Сп. Енергетика, София

Gülich, J. F., Centrifugal Pumps. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-73694-3

www.vipom.ru





CHARACTERISTICS OF BULGARIAN CENTRIFUGAL PUMPS WITH A TRIMMED IMPELLER


Gencho St. POPOV

Boris Zv. KOSTOV

Kliment V.KLIMENTOV


Resume: This paper presents equations expressing the characteristics of Bulgarian centrifugal pumps (type E). A methodology for comparative investigation of the accuracy of the features recalculation using equations of similarity is developed. The obtained results indicate that the theoretically calculated characteristics for the investigated pumps with trimmed impellers have significant errors.
Thanks: The study was supported by contract № BG051PO001-3.3.04/28, "Support for the Scientific Staff Development in the Field of Engineering Research and Innovation”. The project is funded with support from the Operational Programme "Human Resources Development" 2007-2013, financed by the European Social Fund of the European Union.

Каталог: files -> article
article -> Характеристики на горивата за двигатели с вътрешно горене ic engines fuel characteristics
article -> Утвърдил весела неделчева
article -> Конкурс за проект, при реализирането на проекти, финансирани със средства от европейските фондове, по реда на зоп
article -> Христо Смирненски
article -> Информация по чл. 4, ал. 3 от Наредбата за овос
article -> Алгоритми за настройване триточково осветление при наблюдение или заснемане на сценични обекти
article -> Analysis of reliability of the chassis of light lorry during operation
article -> A decision for plant- growing in large agricultural farms by spreadsheets
article -> International Scientific Conference 18 – 19 November 2011, gabrovo


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница