Собственно проведение испытаний

Предварительные включения

Перед началом испытаний объекта(ов) следует на панели управления галетным переключателем SA1 установить режим работы установки. В этой лабораторной работе тумблер SA1 устанавливается в позицию 2 (центробежный вентилятор). Далее устанавливается профиль индикации системы измерения. Соответствие параметров лабораторных работ и профилей индикации приведены в таблице 1.

Таблица 1

Номер лабораторной работы	Объект(ы) исследования	Номер профиля индикации
	Центробежный вентилятор	L2
	Осевой вентилятор	L1
	Последовательная работа осевых вентиляторов	L3
	Параллельная работа осевых вентиляторов	L4

Выбор профиля индикации

Текущий номер профиля индикации отображается на служебном индикаторе «Профиль индикации». Для смены профиля индикации необходимо войти в меню выбора профилей: для этого следует нажать кнопку энкодера «ЕР1» и удерживать 2…3 секунды, пока отображаемый на индикаторе профиль не начнет мигать. После этого вращением ручки влево/вправо установить требуемый номер профиля индикации и кратковременно нажать кнопку энкодера «ЕР1». Выбранный профиль после этого должен отображаться на служебном индикаторе.

Регулирование скорости

Скорость вентиляторов регулируется изменением напряжения автотрансформаторов TV1, TV2 (рис. 3 слева вверху). Сигналы с подключенных в соответствии с работой тахографов марки 1.6 ТГП-2 отображаются на приборах Рп1, Рп2 (рис. 3, справа вверху).

Собственно проведение испытаний

Последовательность переключений:

1. Установить все регуляторы и переключатели на панели управления в нижнее (крайнее левое) положение.

2. Включить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть» (рис.3, правый нижний угол).

3. Собрать схему для испытания центробежного вентилятора М4. Для этого открыть краны В3, В7 (рисунок 5). Все остальные краны должны быть закрыты.

4. Ручку галетного переключателя SA1 установить в положение 2 «Центробежный вентилятор».

5. Установить с помощью ручки ЕР1 профиль индикации L2.

6. Подать питание на ЛАТР ТV2 тумблером SA3 (рис. 3, правая середина).

7. Установить галетными переключателями SA5.1-SA5.2 требуемое напряжение U питания и скорость (n) вентилятора при полностью открытом напорном трубопроводе (эти параметры задаются преподавателем). Напряжение контролировать по прибору РV2, скорость – по Рп1. Данные замеров занести в таблицу 2.

8. Измеренные значения давлений (статического и динамического) и мощности также записать в таблицу 2.

9. Используя дроссельные устройства (диафрагмы из набора, состоящего из 10 штук), дросселировать поток в напорном трубопроводе и снять показания при том же числе оборотов вентилятора. Дросселирование осуществлять до минимального сечения (холостой ход). Данные заносятся в таблицу 2.

10. По согласованию с преподавателем повторить пункты 7, 8, 9 при других скоростях вентилятора. Соответственно, данные также заносятся в таблицу 2. Режимы работы можно выделить в таблице горизонтальной разделительной линией опытных данных для каждого числа оборотов вентилятора. Обычно число опытов составляет не менее пяти.

11. После проведения испытаний все тумблеры и переключатели на панели управления стенда переводятся в нижнее (крайнее левое) положение, и отключается питание стенда. На этом работа на стенде завершена.

Таблица 2

№

Опытные данные

Расчетные данные

n об/мин

Рст, Па

Рд, Па

I, А

U, В

N4, Вт

Рп=Рст+Рд, Па

Сос, м/с

Сср, м/с

Q, м3/с

Nв, Вт

h, %

Обработка опытных данных

Обработка опытных данных ведется по нижеприведенным зависимостям:

1. Полное давление

Р_п=Р_ст+Р_д, (1)

где Р_ст – измеренное статическое давление, Па,

Р_д – измеренное динамическое давление, Па

2. Динамическое давление определяется по формуле

, (2)

где С_ос – скорость потока воздуха на оси напорного трубопровода.

3. Из формулы (2) для Р_д определяется скорость

, м/с, (3)

где - объемная масса воздуха в помещении, при нормальных условиях = 1, 2 кг/м³ (при температуре воздуха в помещении 20 ^оС, влажности d= 50% и атмосферном давлении 0,101 МПа).

При значительных отличиях температуры в помещении от указанной, следует провести уточнение r по зависимости

, где =1,29 кг/м³ при t₀= 0 ^оС,

а t – текущая температура в помещении, ^оС.

4. Средняя скорость движения в напорном трубопроводе определяется как

С_ср=0,8×С_ос, м/с, (4)

где 0,8 – коэффициент усреднения по сечению.

5. Производительность вентилятора подсчитывается по формуле

Q=C_ср×F, м³/с, (5)

где F – площадь поперечного сечения напорного трубопровода, м². Поскольку каналы на мерных участках имеют диаметр 100 мм, площадь поперечного сечения напорного трубопровода составит

F=0,785×d²=0,785×0,1²=0,00785 м²

6. Полный КПД вентилятора

%, (6)

где N₄ – мощность, потребляемая электродвигателем вентилятора, Вт;

N_в – полезная мощность вентилятора, Вт.

§ Все расчетные данные, определяемые по формулам (1), (3), (4), (5), (7), вносятся в таблицу 2.

§ На основании опытных и расчетных данных строятся универсальные характеристики центробежного вентилятора

Р=f (Q), N_в=f(Q), h=f(Q)

§ Сравнить полученную характеристику Р=f (Q), с заводской, приведенной на рис.6.

§ В завершение отчета по лабораторной работе студентом делаются выводы и заключение.

Контрольные вопросы

1. Назначение вентиляторов на АЭС и ТЭС.

2. Способы регулирования числа оборотов вентиляторов.

3. С какой целью проводится испытание гидравлических машин.

4. Что называется индивидуальной характеристикой центробежного вентилятора.

5. Что называется универсальной характеристикой вентиляторов.

6. Каким образом изменяется характеристика сети в данной работе.

7. Как регулируется число оборотов вентилятора в данной работе.

8. Что такое «нормальные условия» в вентиляторостроении.

Лабораторная работа № 2

Снятие универсальной характеристики

осевого вентилятора

Цель работы:

§ изучение структуры экспериментальной установки;

§ изучение методики испытания вентилятора;

§ снятие индивидуальной характеристики осевого вентилятора;

§ снятие универсальной характеристики осевого вентилятора.

Схема экспериментальной установки и ее описание приведены в лабораторной работе № 1.

Работа с установкой

Предварительные включения

Перед началом испытаний объекта(ов) следует на панели управления галетным переключателем SA1 установить режим работы установки. В этой лабораторной работе тумблер SA1 устанавливается в позицию 1 (осевой вентилятор). Далее устанавливается профиль индикации системы измерения. Соответствие параметров лабораторных работ и профилей индикации приведены в таблице 1.

Выбор профиля индикации

Текущий номер профиля индикации отображается на служебном индикаторе «Профиль индикации». Для смены профиля индикации необходимо войти в меню выбора профилей: для этого следует нажать кнопку энкодера «ЕР1» и удерживать 2…3 секунды, пока отображаемый на индикаторе профиль не начнет мигать. После этого вращением ручки влево/вправо установить требуемый номер профиля индикации и кратковременно нажать кнопку энкодера «ЕР1». Выбранный профиль после этого должен отображаться на служебном индикаторе.

Регулирование скорости

Скорость вентиляторов регулируется изменением напряжения автотрансформаторов TV1, TV2 (рис. 3 слева вверху). Сигналы с подключенных в соответствии с работой тахографов марки 1.6 ТГП-2 отображаются на приборах Рп1, Рп2 (рис. 3, справа вверху).

Собственно проведение испытаний

Последовательность переключений:

1. Установить все регуляторы и переключатели на панели управления в нижнее (крайнее левое) положение.

2. Включить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть» (рис.3, правый нижний угол).

3. Собрать схему для испытания центробежного вентилятора М4. Для этого открыть краны В1, В5 (рисунок 7). Все остальные краны должны быть закрыты.

4. Ручку галетного переключателя SA1 установить в положение 1 «Осевой вентилятор».

5. Установить с помощью ручки ЕР1 профиль индикации L1.

6. Подать питание на ЛАТР ТV2 тумблером SA3 (рис. 3, правая середина).

7. Установить галетными переключателями SA5.1-SA5.2 требуемое напряжение U питания и скорость (n) вентилятора при полностью открытом напорном трубопроводе (эти параметры задаются преподавателем). Напряжение контролировать по прибору РV2, скорость – по Рп1. Данные замеров занести в таблицу 3.

8. Измеренные значения давлений (статического и динамического) и мощности также записать в таблицу 3.

9. Используя дроссельные устройства (диафрагмы из набора, состоящего из 10 штук), дросселировать поток в напорном трубопроводе и снять показания при том же числе оборотов вентилятора. Дросселирование осуществлять до минимального сечения (холостой ход). Данные заносятся в таблицу 3.

10. По согласованию с преподавателем повторить пункты 7, 8, 9 при других скоростях вентилятора. Соответственно, данные также заносятся в таблицу 3. Режимы работы можно выделить в таблице горизонтальной разделительной линией опытных данных для каждого числа оборотов вентилятора. Обычно число опытов составляет не менее пяти.

11. После проведения испытаний все тумблеры и переключатели на панели управления стенда переводятся в нижнее (крайнее левое) положение, и отключается питание стенда. На этом работа на стенде завершена.

Таблица 3

№

Опытные данные

Расчетные данные

n об/мин

Рст, Па

Рд, Па

I, А

U, В

N3, Вт

Рп=Рст+Рд, Па

Сос, м/с

Сср, м/с

Q, м3/с

Nв, Вт

h, %

Обработка опытных данных

Обработка опытных данных ведется по нижеприведенным зависимостям:

1. Полное давление

Р_п=Р_ст+Р_д, (1)

где Р_ст – измеренное статическое давление, Па,

Р_д – измеренное динамическое давление, Па

2. Динамическое давление определяется по формуле

, (2)

где С_ос – скорость потока воздуха на оси напорного трубопровода.

3. Из формулы (2) для Р_д определяется скорость

, м/с, (3)

где - объемная масса воздуха в помещении, при нормальных условиях = 1, 2 кг/м³ (при температуре воздуха в помещении 20 ^оС, влажности d= 50% и атмосферном давлении 0,101 МПа).

При значительных отличиях температуры в помещении от указанной, следует провести уточнение r по зависимости

, где =1,29 кг/м³ при t₀= 0 ^оС,

а t – текущая температура в помещении, ^оС.

4. Средняя скорость движения в напорном трубопроводе определяется как

С_ср=0,8×С_ос, м/с, (4)

где 0,8 – коэффициент усреднения по сечению.

5. Производительность вентилятора подсчитывается по формуле

Q=C_ср×F, м³/с, (5)

где F – площадь поперечного сечения напорного трубопровода, м². Поскольку каналы на мерных участках имеют диаметр 100 мм, площадь поперечного сечения напорного трубопровода составит

F=0,785×d²=0,785×0,1²=0,00785 м²

6. Полный КПД вентилятора

%, (6)

где N₃ – мощность, потребляемая электродвигателем вентилятора, Вт;

N_в – полезная мощность вентилятора, Вт.

§ Все расчетные данные, определяемые по формулам (1), (3), (4), (5), (7), вносятся в таблицу 3.

§ На основании опытных и расчетных данных строятся универсальные характеристики центробежного вентилятора

Р=f (Q), N_в=f(Q), h=f(Q)

§ Сравнить полученную характеристику Р=f (Q), с заводской, приведенной на рис.8.

§ В завершение отчета по лабораторной работе студентом делаются выводы и заключение.

Контрольные вопросы

1. Назначение вентиляторов на АЭС и ТЭС.

2. Способы регулирования числа оборотов вентиляторов.

3. С какой целью проводится испытание гидравлических машин.

4. Что называется индивидуальной характеристикой осевого вентилятора.

5. Что называется универсальной характеристикой вентиляторов.

6. Каким образом изменяется характеристика сети в данной работе.

7. Как регулируется число оборотов вентилятора в данной работе.

8. Что такое «нормальные условия» в вентиляторостроении.

Лабораторная работа № 3

Исследование последовательной работы

осевых насосов

Цель работы: снятие суммарной характеристики вентиляторов при последовательном включении.

На практике часто применяется совместная работа последовательно включенных нагнетателей на общую сеть Последовательное включение нагнетателей производится с целью увеличения давления. Так, в газо- и нефтетранспортных системах устанавливаются мощные, соответственно, компрессорные и насосные станции для перекачки газа и нефти на расстояния, исчисляемые тысячами километров. В системах теплоснабжения сетевые насосы подключаются последовательно для преодоления сопротивления сетевых подогревателей, ПВК и разветвлений тепловой сети. Последовательно включаются насосы I и II подъема и в мазутном хозяйстве электростанций. Конденсатные насосы устанавливаются для преодоления сопротивления линии основного конденсата и деаэратора. Последовательно за ними включаются питательные насосы для подачи питательной воды в котел (ТЭС) или парогенератор (АЭС). Кроме того, на энергоблоках 300 МВт и более последовательно с питательными насосами включаются бустерные насосы для устранения кавитационных явлений. В топку котла воздух подается дутьевыми вентиляторами, преодолевающими сопротивление воздушного тракта, последовательно за ними для создания разряжения в топке, преодоления сопротивления газового тракта и удаления газообразных продуктов сгорания, устанавливаются дымососы. Как видно, схем последовательно включенных нагнетателей достаточно много. Очевидно, что правильный выбор машин для совместной работы и правильная их эксплуатация невозможны без экспериментальных исследований. Поэтому изучение их работы при таком подключении полезно для будущих инженеров.

Для проведения анализа совместной работы последовательно включенных осевых вентиляторов необходимо построить их суммарную характеристику. Эта характеристика получается путем алгебраического сложения полных давлений каждого вентилятора при одинаковой их производительности. На рис. 9.а показаны характеристики Р=f(Q) для двух разных вентиляторов, включенных последовательно (Р₁ – характеристика первого вентилятора, Р₂ - характеристика второго вентилятора, Р_S - суммарная характеристика вентиляторов).

Из рис. 9.а следует, что совместная работа на сеть I явно не рациональна: общая производительность двух вентиляторов Q меньше производительности первого вентилятора Q₁ при их раздельной работе на ту же сеть. Происходит это потому, что первому вентилятору приходится преодолевать сопротивление не только сети, но и второго вентилятора, который работает как дроссель (Р₂<0).

При совместной работе вентиляторов на сеть с крутой характеристикой II общая производительность значительно больше, чем производительность каждого из вентиляторов при раздельной работе на ту же сеть ( и ), что говорит о целесообразности совместной работы в этом случае.

Вопрос о целесообразности совместной работы вентиляторов следует решать не только с учетом увеличения подачи, но и в зависимости от КПД вентиляторов (при совместной работе). Поэтому, кроме суммарной характеристики Р-Q, необходимо построить суммарную характеристику h-Q (рис. 9.б), которая позволяет решать вопрос о целесообразности и экономичности совместной работы вентиляторов при последовательном включении. Наиболее экономичной работа вентиляторов при последовательном включении будет в том случае, если каждая машина при требуемой суммарной производительности будет работать в режиме максимального КПД.

При совместной работе нескольких машин суммарная характеристика строится так же, как и для двух машин: давление складывается при равных расходах, а сумма КПД определяется по выражению:

;

В нашем случае i=2

.

Работа с установкой

Перед началом испытаний объекта(ов) следует на панели управления галетным переключателем SA1 установить режим работы установки. В этой лабораторной работе тумблер SA1 устанавливается в позицию 2 (центробежный вентилятор). Далее устанавливается профиль индикации системы измерения. Соответствие параметров лабораторных работ и профилей индикации приведены в таблице 1.

Выбор профиля индикации

Текущий номер профиля индикации отображается на служебном индикаторе «Профиль индикации». Для смены профиля индикации необходимо войти в меню выбора профилей: для этого следует нажать кнопку энкодера «ЕР1» и удерживать 2…3 секунды, пока отображаемый на индикаторе профиль не начнет мигать. После этого вращением ручки влево/вправо установить требуемый номер профиля индикации и кратковременно нажать кнопку энкодера «ЕР1». Выбранный профиль после этого должен отображаться на служебном индикаторе.