Согласно определению, давление насоса
,
учитывая, что в измерительных трубках, согласно закону Паскаля, , и производя замены членов, получим формулы опытных давления и напора насоса:
; ,
где pм1, pм2 - показания приборов, измеряющих давление на выходе и входе (при разрежении на входе pм1 отрицательно); z – расстояние по вертикали между приборами; Q оп - опытная подача; d2 , d1 – диаметры отводящего и подводящего трубопроводов; .
Рис. 9.18. Графики испытаний насоса:
а – контрольного испытания на надёжность; б – рабочий график насоса; L – уровень
звука; q – внешняя утечка; ηн – номинальный к. п. д.; pн – номинальное давление на
выходе из насоса; индексом «э» обозначены допускаемые величины; в – к определе-
нию давления погружного насоса; г – полоса допускаемых отклонений, а – номина-
ное значение напора, к. п. д.; 1, 2 – кривые, ограничивающие полосу допускаемых
отклонений
При испытании объёмного насоса последний (скоростной) член во внимание не принимается. Для насосов с давлением более 2,5 МПа, если МПа, можно принимать (ГОСТ 17335 – 79). Для погружного насоса (рис. 9. 18, в) , , .
Относительная предельная погрешность измерения давления и напора насоса, вычисляемая без учёта скоростного члена при :
; ,
где , , - относительные предельные погрешности измерения давлений и определения плотности.
Опытная мощность при балансирном электродвигателе или двигателе, установленном на качающейся платформе, подсчитывается по формуле
,
где l – плечо двигателя или качающейся платформы; F – показание весов, F0 - начальное усилие на весах, включая усилие, вызываемое вентиляционным моментом. Погрешность измерения мощности этим способом (символ δ везде обозначает относительную погрешность соответствующей величины).
Кавитационный запас определяется следующим образом.
Из уравнения Бернулли
.
Здесь - отметка положения вакуумметра над точкой s.
Поэтому
.
С другой стороны,
,
откуда вакуумметрическая высота всасывания
,
где zм – отметка вакуумметра над осью подводящего трубопровода.
Подача, напор, мощность насоса и кавитационный запас в динамическом насосе приводятся к номинальной частоте вращения и плотности натуральной жидкости по формулам из раздела «Подобие в лопастных насосах», причём ∆h пересчитывается так же, как и H. Если измерялись частота fоп и напряжение Uоп сети, то показатели приводятся к номинальной частоте fн и напряжению Uн по тем же формулам, но отношение частот вращения заменяется величиной , где
,
где nнэ , nc – номинальная (по паспорту) и синхронная частоты вращения вала электродвигателя.
Относительные погрешности результатов:
; ;
; .
Результаты расчётов округляют до ряда R 10 и сравнивают с допускаемыми значениями.
Характеристику насоса строят по приведенным значениям Q, H (или P) и N. Кривая допускаемого кавитационного запаса, вычисляемого по формуле для динамических насосов, строится для приведенных значений Q в рабочем интервале подач.
Показатели надёжности определяют по формулам математической статистики, используя рабочие графики всех насосов, участвовавших в определительных испытаниях.
Пусть Dj - ресурс работы j – ого насоса (суммарное время работы до капитального ремонта); Tpi - время ремонта при i – м отказе; TП - суммарное время на профилактику (смазка, подтяжка); m – число отказов всех N насосов; ti - время работы до i – го отказа для каждого насоса.
Опытная средняя «наработка на отказ» (время работы до отказа) и опытный средний ресурс:
; .
Опытные среднеквадратичные отклонения «наработки на отказ» и ресурса:
; .
Опытные коэффициенты вариации тех же величин:
; .
В зависимости от коэффициента вариации следует принимать распределение случайной величины: при - нормальное, при - Вейбула. Далее подсчитывают нижние доверительные границы «наработок на отказ» и ресурсов, включаемых в техническую документацию.
При нормальном распределении:
гамма – процентные
; ;
средние
; .
(здесь n = m) (здесь n = N)
При распределении Вейбулла соответственно:
; ;
; ,
где s определяется в зависимости от доверительной вероятности γ:
γ, %... 75 90 95
s...... 0,286 0,106 0,05
Величины , k, r3 выбирают в зависимости от числа n, причём k зависит также от требуемого значения γ, а коэффициенты распределения Вейбулла KB и b – в функции от и 1.
____________
Таблицы этих величин имеются в приложении к ГОСТ 6134 – 71. Там же приводится пример
расчёта показателей надёжности.
Коэффициент технического использования
.
По полученным показателям надёжности определяют периодичность ремонтов и потребность в запасных частях.