Расположение участков измерения

7.3 Расположение участков измерения

Рисунок 76: Расположение участков измерения давления перед и за насосом.

Чтобы при измерениях давления или скоростей потока была сохранена определенная точность измерения, поток должен регулироваться на участках измерения. Чтобы достичь такого состояния, необходим прямолинейный отрезок трубы перед и позади участка измерения, как обозначено на рисунке 76 и указано в таблице 14. При этом принимаются во внимание все установки труб, которые могут повлиять как помехи на прямолинейный, параллельный и незакрученный ход потока.

Профилактика повреждений VdS для промышленного измерения указывает расстояние в кратных диаметра трубы, ISO 9906 регламентирует расстояние для уменьшения погрешностей измерения. Оба источника включены в таблицу 14.

Если нет возможности использовать эти отрезки, придется идти на понижение точности измерения. Сообразно с этим, для вышеуказанных целей, фланцы насоса не пригодны в качестве участков измерения.

Участки измерения давления представляют собой отверстия диаметром 6 мм и приваренный раструб для установки манометра. Лучше использовать кольцевые измерительные камеры с четырьмя, симметричными по окружности, вертикальными отверстиями.

Таблица 14: Минимальные значения для прямолинейных отрезков трубы возле ячастков измерения в кратных диаметра трубы D

Муфты для валов

7.4 Муфты для валов

В технологии центробежных насосов применяются жесткие и упругие (эластичные) муфты для валов. Жесткие муфты служат, главным образом, для соединения располагающихся точно по прямой линии валов, уже самые незначительные смещения (погрешность взаимного расположения осей соединяемых валов) которых вызывают значительные добавочные нагрузки в муфте для валов и в смежных участках валов.

Упругая муфта согласно DIN 740 является эластичным соединительным элементом без проскальзывания между приводной машиной и насосом, который может компенсировать осевое, радиальное и угловое смещение и уменьшить ударные нагрузки. Упругость многократно увеличивается благодаря деформации демпфирующих и резиноэластичных пружинных элементов, на чью долговечность сильно влияет величина компенсируемой погрешности в соосности ( расцентровке). На рисунке 77 показаны два наиболее употребительных конструктивных вида упругих муфт для вала. На примере агрегата – насосов со спиральным отводом, на рисунке 78 изображена промежуточная втулочная муфта, которая делает возможным выем ротора насоса без демонтажа всасывающего или подводящего и напорного трубопровода, как и без снятия приводной машины (так называемый процесс конструирования).

Рисунок 77: Эластичная (слева) и высокоэластичная муфта

Рисунок 78: Насосы с муфтой с проставкой в сравнении с нормальной муфтой.

Нагрузка на патрубки · Технические нормативы

7.5 Нагрузка на патрубки насосов

Центробежные насосы, закрепленные на фундаменте, по возможности, не должны быть использованы как фиксированная точка для крепления трубопроводов. Но даже если при монтаже трубопроводы присоединяются к патрубкам насоса без напряжения, при условиях эксплуатации (давления и температуры) как и из-за веса трубопровода, заполненного жидкостью, получаются силы и моменты, которые действуют вместе как нагрузка на патрубки. Они приводят к напряжениям и деформациям в корпусе насоса и, прежде всего, к изменениям в центрировании муфты, так что спокойная работа (вибрация) насоса и долговечность эластичных элементов в муфте для вала, как и подшипники, и контактные уплотнительные кольца могут от этого пострадать. Поэтому допустимую нагрузку на патрубки ограничивают [1].

Так как общая нагрузка на каждый патрубок насоса состоит из трех составляющих силы и трех составляющих момента, то невозможно указать теоретические граничные значения нагрузки на патрубки для всех допустимых комбинаций. Поэтому, либо проводят поверочные расчеты, являются ли допустимыми заданные нагрузки на патрубки, либо довольствуются соответствующими сильно упрощенными суммарными граничными значениями, которые указаны в большинстве технических нормативов (брошюра EUROPUMP “Допустимые силы и моменты фланцев для центробежных насосов” 1986, API 610, ISO 5199).

На рисунке 79 показаны как пример допустимые нагрузки на патрубки одноступенчатых спиральнокорпусных насосов (консольных) согласно ISO 5199 (сплошные линии – для насосов на литой фундаментной плите, штрихованные линии – для насосов на нелитой фундаментной плите).

Рисунок 79: Допустимые моменты M_max в плоскости фланца, как и допустимые силы F_{H, mfx} (в плоскости x, z) и F_{V, max} (в направлении y) согласно ISO 5199 для одноступенчатых спиральнокорпусных насосов из ферритного стального литья или чугуна с шаровидным графитом при

Нагрузка на патрубки · Технические нормативы

комнатной температуре. Для аустенитного стального литья или чугуна с пластинчатым графитом или для более высоких температур используются более низкие численные значения.

7.6 Технические нормативы

В начале 60 годов в Федеративной Республике Германии появились многочисленные национальные нормы и другие Технические нормативы, благодаря которым регламентированы размеры, изготовление, исполнение, поставка и применение центробежных насосов и агрегатов. Они, между тем, влились в европейские и международные нормативы, которые выработаны производителями и изготовителями, и которые введены сегодня почти во всех областях промышленности, где применяются и изготавливаются насосы. На рисунке 80 на странице 74 указаны важнейшие из этих технических нормативов.

Директивы и технические условия			DIN EN 12056 Т.4 Проект установок естественного дренажа внутри зданий. Установки для подъема сточных вод, планирование и расчет.	Американский нефтяной институт	API 610 Центробежные насосы для нефтяной, химической и газовой промышленности
DIN 1986 Дренажные установки для зданий и участков земли		API 682 Система уплотнения вала для центробежных и роторных насосов
DIN 24293 Центробежные насосы; техническая документация, понятия, объем поставки, выполнение	DIN EN 12050 Проект установки для подъема сточных вод для основного орошения; испытание основных узлов
DIN 24420 Списки запасных деталей	DIN EN 1989 Проект использования дождевой воды
DIN 1988 Т.5 Технические правила для установления питьевой воды, повышение давления и понижение давления	DIN EN 806 Т. 1 и 2 Технические правила для установления питьевой воды	ISO 9908 Техническая спецификация для центробежных насосов. Класс III
DIN ISO 9905 DIN-EN 25199 DIN ISO 9908 Центробежные насосы; технические требования класс I класс II класс III		ISO 5199 Техническая спецификация для центробежных насосов. Класс II
VDMA 24279 Центробежные насосы; Технические требования; насосы с электромагнитной муфтой и насосы с электродвигателем с защищенным статором	DIN 24296 Насосы и насосные агрегаты для жидкостей; Запасные детали выбор и приобретение	EN 809 Насосы и насосные агрегаты для жидкостей. Общие требования по технике безопасности	ISO 9905 Техническая специфика- ция для центробежных насосов Класс I
VDMA 24276 Насосы для жидкости для химических установок; требования по качеству к деталям насоса	DIN 24273 Насосы и насосные агрегаты для жидкостей; испытания материалов и конструкций	EN 1151 Циркуляционный насос с электрической потребляем-ой мощностью до 20 Вт для отопительных установок и установок для нагрева производственной воды
VDMA 24261 Т.1 Центробежные насосы; наименование согласно принципу действия и конструкторским особенностям	DIN 45635 Т.24 Измерения шума в машинах, измерения воздушного шума, метод огибающих поверхностей, насосы для жидкостей	По EN 12639 Насосы для жидкости; агрегаты; измерение шума, классы точности 2 и 3	ISO 2548 Центробежные полуосевые и осевые насосы – код приемочных испытаний С
VDMA 24292 Насосы для жидкости Руководство по эксплуатации для насосов и насосных агрегатов, классификация, структурный элемент, надежность,	DIN 24260 Насосы для жидкости, центробежные насосы и центробежные насосные установки; понятия, буквенные обозначения, единицы	По EN 12162 Насосы для жидкости; гидростатическое испытание	ISO 3555 Центробежные полуосевые и осевые насосы – код приемочных испытаний В
	DIN 24250 Центробежные насосы; наименование и нумерация деталей		ISO 5198 Центробежные полуосевые и осевые насосы – код приемочных испытаний А
DIN 1944 Приемочные испытания центробежных насосов (до 1999)	ISO DIS 9906 Центробежные насосы; Гидравлические приемочные испытания 1 и 2 классы
Стандарты на размеры насосов и вспомогательное оборудование		DIN 24960 Контактные уплотнительные кольца; камеры уплотнения вала, основные размеры, обозначение и кодирование материала		ISO 3069 Центробежные насосы с односторонним всасыванием – Размеры полости торцового уплотнения, организованных утечек и мягких декелей
DIN 24299 Т. 1 Фирменная табличка для насосов; Общие положения	DIN EN 23661 Центробежные насосы с осевым входом. Размеры фундаментных плит и присоединительные размеры	ISO 3661 Центробежные насосы с односторонним всасыванием – Размеры фундаментной плиты и установки
DIN 24259 Т. 1 Фундаментные плиты для машин; размеры	DIN EN 22858 Центробежные насосы с осевым входом PN 16 с опорой подшипника, обозначение, номинальная мощность, основные размеры	ISO 2858 Центробежные насосы с односторонним всасыванием (давление 16 бар)- Обозначение, номинальная рабочая точка и размеры
	DIN EN 733 Центробежные насосы с осевым входом PN 10 с опорой подшипника, обозначение, номинальная мощность, основные размеры
VDMA 24252 Центробежные насосы с изнашиваемыми стенками, PN10 (насосы для промывочной воды); С опорой подшипника. Обозначение, номинальная мощность, основные размеры	DIN EN 734 Боковоканальные насосы PN 40; Номинальная мощность, основные размеры, система обозначений
VDMA 24253 Центробежные насосы с панцирным корпусом (панцирные насосы); однопоточные, одноступенчатые с осевым входом; мощность, основные размеры	DIN 24251 Водоотливные насосы с напором до 100 м	DIN EN 735 Установочные размеры для центробежных насосов; допуск
Территория, на которой действуют данные нормативы и компетенция.	VDMA Объединение немецкого машинострое- ния (зарегистрированное объединение) Отраслевое объединение насосов.	DIN Немецкий институт стандартизации (зарегистрированное объединение) Комитет стандартов машиностроения, отраслевые насосы.	CEN Европейский комитет стандартизации. Технический Комитет. Насосы ТС197	ISO Международная организация стандартизации. технический. Комитет.. Насосы ТС115

Технические нормативы

6

Примеры вычислений

Примеры вычислений

Следующие примеры вычислений обозначены под цифрой 8. с текущими номерами уравнений; например, пример вычислений 8.3 рассматривает применение уравнения (3).

Давление насоса

Дано: спиральнокорпусный насос Etanorm 80-200, характеристические линии s. Рисунок 18, частота вращения n = 2900 мин^-1, диаметр рабочего колеса D₂ = 219 мм, рабочая точка в оптимальной точке: Q = 200 м³/ч, H =57,5 м, η = 83,5%, температура воды t = 20 °C, плотность ρ = 998,2 кг/м³.

Размеры патрубков DN_d = 80; DN_s = 100; внутренний диаметр патрубков d_d = 80 мм, d_s = 100 мм [1]. Разность высот между всасывающим и напорным патрубком z_s,d = 250 мм, рисунок 8.

Найтиразность давлений, которую показывает манометр между напорной и всасывающей стороной.

(Введение z_s,d = 250 мм предполагает, что оба манометра расположены точно на высоте патрубков, таким образом имеет место разность высот; а если, напротив, они находятся на одинаковой высоте, то устанавливается z_s,d = 0; для безукоризненного положения участков измерения с технической точки зрения смотрите главу 7.3 и ISO DIS 9906.

Скорость потока

v_d = 4Q/πd_d² = 4·(200/3600)/π 0,08² = 11,1 м/с

v_s = 4Q/πd _s ² = 4·(200/3600)/π 0,10² = 7,08 м/с

Согласно уравнению (1):

∆p = ρ·g·[H – z_s,d – (v_d² – v_s²)/2g]

= 998,2·9,81·[57,5 – 0,250 – (11,1² 7,08²)/(2 – 9,81)

= 524 576 Па = 5,25 бар

8.2 Мощность, потребляемая насосом

Дано: смотрите данные задачи 8.1.

Найти: мощность Р, потребляемую насосом.

Согласно уравнению (2):

P = ρ·g·Q·H/η = 998,2·9,81·

(200/3600)·57,5/0,835 = 37 462 Вт = 37,5 кВт