1 лаборатория иши

МАРКАЗДАН ҚОЧМА НАСОСЛАРНИНГ
ХАРАКТЕРИСТИКАСИ


Ишнинг назарий асослари

Суюқликларни горизонтал ва вертикал трубалар орқали узатиш учун мўлжалланган гидравлик машиналар насослар дейилади. Трубаларнинг бошланғич ва охирги нуқталаридаги босимлар фарқи, трубалардан суюқликнинг оқиши учун ҳаракатлантирувчи куч ҳисобланади. Суюқлик оқимининг трубалардаги ҳаракатлантирувчи кучи насослар ёрдамида хосил қилинади. Насос электр двигателдан олган механик энергия суюқликнинг ҳаракатланаётган оқим энергиясига айлантиради ва босимини оширади.

Насослар ишлаш принципига қараб қуйидаги турларга бўлинади: парракли ёки марказдан қочма, ҳажмий, уюрмавий ва ўқли бўлади. Парракли ёки марказдан қочма насосларда марказдан қочма куч, ишчи ғилдираги айланишида парракларнинг суюқликка таъсирида хосил бўлади. Хар қандай насоснинг асосий параметрлари, унинг иш унумдорлиги Q (м³/с), напор Н (м) ва қуввати N (кВт) ҳисобланади. Насоснинг масса бирлигига эга бўлган суюқликка берган солиштрма энергияси напор Н деб юритилади. Насоснинг напори оқимнинг унга кириш ва чикишдаги солиштирма энергиялари айирмасига тенг. Насоснинг умумий напори 1 кг суюқликни баландликка кўтариш учун насос хосил қиладиган энергия миқдори билан ўлчанади. Шунинг учун насоснинг умумий напори узатилаётган суюқликнинг зичлигига ва солиштирма оғирлигига боғлик бўлмайди.
Насоснинг хосил қилган умумий напори қуйидаги тенглама билан аниқланади:
(5.1)


(5.2)
агар, w_x =w_c Н₀ кичик бўлса, у холда
ёки (5.3)

бу ерда Р ва Р₁ - узатилаётган ва сЎриб олинаётган суюқлик юзасидаги босимлар, Н/м²; Н_г – суюқликнинг геометрик кўтарилиш баландлиги, м; H_й - суриш ва ҳайдаш трубаларидаги гидравлик қаршиликларни енгиш учун сарфланган напор миқдори, м; Р_c –суюқликнинг суриш трубасидаги насосга киришидаги босими, Н/м²; Р_х - суюқликнинг узатиш ёки ҳайдаш трубасидаги насосдан чиқишдаги босим, Н/м²; h – суюқлик босимини кўрсатувчи манометр ва вакуумметрга уланган нуқталар орасидаги вертикал масофа, м; w_х - ҳайдаш трубасидаги суюқликнинг тезлиги, м/с; w_c - суриш трубасидаги суюқликнинг тезлиги.

Шундай қилиб насоснинг умумий напори манометр ва вакуумметрлар кўрсаткичларининг йиғиндиси билан бу асбоблар уланган нуқталар уланган вертикал масофанинг ( h ) йиғиндисига тенг.
Насоснинг фойдали қуввати N_ф суюқлик сарфи миқдори gQH нинг солиштирма энергияга кўпайтирилганига тенг:


(5.4)
насос ўқидаги қувват
(5.5)
Двигатель истеъмол қиладиган қувват:
(5.6)
Насос қурилмаларини ўрнатиш учун зарур бўлган қувват, двигатель қувватидан катта бўлади ва ортикча миқдорда қабул қилинади:
(5.7)
бу ерда  - қувватнинг захира коэффициенти бўлиб, қиймати двигательнинг номинал қувватига нисбатан топилади; _н - насоснинг тўла фойдали иш коэффициенти.
(5.8)
бу ерда - ҳажмий фойдали иш коэффиценти, насоснинг хақиқий унумдорлигини, назарий унумдорликка нисбатини кўрсатади; _г - гидравлик фойдали иш коэффициенти, хақиқий напорни назарий напорга нисбатини кўрсатади; _мех- механик ф.и.к., насос механизмларидаги ишқаланишни енгишга сарфланадиган қувватнинг йўқотилишини кўрсатади.
Сўриш баландлиги. Суюқлик суриб олинаётган идишдаги босим Р₀ билан юқорига узатилаётган идишдаги босим Р_с орасидаги фарки хосил бўлганлиги сабабли суюқлик устунининг метрларда ифодаланган напори Р₀ – Р_с /рg хосил бўлади. Бу босимнинг бир қисми суюқликни сўриш трубасида Н баландликка кўтариш учун, қолган қисми эса суюқликни w тезлик билан ҳаракатланишига ёки тезлик напорини хосил килиш учун ва сурилаётган суюқлик йўлида учрайдиган барча қаршиликларни енгишга сарфланади.
Насоснинг суриш баландлиги қуйидаги тенглама билан аниқланади:
(5.9)
Сўриб олинаётган идишдаги суюқликнинг ҳаракат тезлиги w нольга яқинлигини ҳисобга олсак, у холда сўриш баландлиги:
(5.10)
Шундай қилиб. насоснинг сўриш баландлиги сўриб олинаётган идишдаги босимнинг ортиши билан кучайиб, узатилаётган идишдаги босимнинг, хайдаш трубасидаги суюқликнинг тезлиги, ҳамда гидравлик қаршиликларни енгиш учун кетган напор миқдорларини оқиши билан камаяди.
Марказдан қочма турдаги насосларда сўриш баландлигини ҳисоблашда гидравлик ва маҳаллий қаршиликларни енгиш учун кетган сарфлардан ташқари, кавитация ходисаси таъсирини ҳам инобатга олиниши лозим.
Насос ғилдирагининг тез айланишида ва иссиқ суюқликлар марказдан қочма насослар ёрдамида узатилганда кавитация ходисаси юз беради. Бу вақтда насосдаги суюқлик тез буғланади. Хосил бўлган суюқлик билан юқори босимли зонага ўтиб, тезда конденсацияланади. Натижада насос қобиғида катта бўшлиқ хосил бўлади, насос қаттиқ силкинади ва тақиллаб ишлайди. Агар насос кавитация режимида кўпроқ ишласа, у тезда бузилади. Шунинг учун температураси юқори бўлган суюқликлар узатилаётганда, у қўшимча кавитацион коэффициенти h_к билан ҳисобга олинади.
(5.11)
бу ерда Q - насоснинг унумдорлиги, м³/с; n - насос валининг айланиш тезлиги, с^-1; H - насоснинг напори, м.
Марказдан қочма насослар (5.1 - расм) спиралсимон қобиқ ичида жойлашган парракли иш ғилдирагининг айланиши натижасида хосил бўлган марказдан қочма куч таъсирида суюқлик тўхтовсиз бир меъерда сўрилади ва узатилади. Суюқлик атмосфера босими таъсирида йиғгич резервуардан кириш клапани орқали суриш трубасидан насосга кириб, ишчи ғилдирагининг марказий қисмини тўлдиради. Суюқлик ғилдирак билан бирга айланиб, марказдан қочма куч таъсирида парраклар ёрдамида ғилдиракнинг марказидан чеккасига отилиб, спиралсимон қўзгалмас камерани тўлдиради ва хайдаш трубаси орқали юқорига кўтарилади.
Бу вақтда Бернулли тенгламасига мувофиқ суюқлик оқими кинетик энергиясининг миқдори статик напорга айланиши суюқлик босимини оширишга муваффақ бўлади. Ишчи ғилдирагига суюқлик кираётган қисмида, вакуум вужудга келади ва суюқлик сўриш трубаси ёрдамида тўхтовсиз йиғгич резервуардан сурилади. Шундай қилиб, узлуксиз марказдан қочма куч таъсирида суюқликнинг насос орқали ўтадиган узлуксиз оқими вужудга келади.
Марказдан қочма насосларнинг хосил қилган босими ишчи ғилдиракларнинг айланиш тезлигига боғлик бўлади. Насос ишга туширилишидан аввал суриш трубаси, ишчи ғилдираги ва қобиқ узатилаётган суюқлик билан тўлдирилади. Агар, ишчи ғилдираги билан қобиқ орасидаги бўшлиқ бўлса, ишчи ғилдирагининг айланиши натижасида етарли вакуум хосил бўлмайди, яъни суюқлик суриш трубаси бўйлаб юқорига кўтарилмайди.
Насоснинг иш унумдорлиги, напори, истеъмол қуввати ва ишчи ғилдиракнинг айланиш частотасининг ўзгаришига боғлик бўлади, яъни айланиш частотаси n₁ дан n ₂ га ўзгарганда:
(5.12)
Ишчи ғилдиракнинг айланиш частотаси n ўзгармас бўлганда, насос иш унумдорлиги Q , напори Н , қуввати N ва фойдали иш коэффициенти _н билан ўзаро график усулдаги боғлиқлиги насосларнинг ҳарактеристикаси деб юритилади (5.2 – расм).
Ушбу ишни ўтказишдан мақсад, насос қурилмасини синаб насоснинг асосий параметрларини аниқлашдир. Аниқланган параметрлар асосида насос иш ғилдирагининг айланишлар частотаси ўзгармас n=const холда Q-H, Q-N, Q- орасидаги боғланишларни графикда тасвирлаб, насоснинг ҳарактеристикаси қурилади.

5.1-расм. Марказдан қочма насос. 1- суриш трубаси; 2- ишчи ғилдираги; 3- қобиқ; 4- парраклар; 5- ҳайдаш трубаси.

5.2-расм. Марказдан қочма насоснинг ҳарактеристикаси.

Ишни бажариш тартиби

Марказдан қочма насос ўзгарувчан электр токли электрдвигатель билан бир валга ўрнатилиб, айланишлар сони ўлчаниб турилади. Резервуардаги суриш трубасига ўрнатилган қайтарма клапан насосни суюқлик билан тўлдирганда суюқликни суриш трубасидан тўкилиб кетмаслигини таъминлайди.

Узатиш трубасига манометр ва суюқлик миқдорини ростловчи вентиль ўрнатилган. Узатиш трубаси орқали суюқлик идишларга узатилади. Ҳар бир идишда суюқлик сатхини ўлчовчи шиша найчалар ўрнатилган. Идишлардаги суюқлик жумраклар орқали суюқлик суриладиган идишга берилади. Иш унумдорлиги 12 вентилни очилиши билан ўзгартирилади. Насос қурилмасини синашга Q - H, Q – N , Q - орасидаги боғланишларни аниқлашга керак бўладиган катталиклар узатилаётган суюқликнинг миқдори, сўриш трубасидаги вакуум, узатиш трубасидаги босим, двигатель истеъмол қилаётган кучланиш аниқланади. Насос қурилмаси ишлаши пайтида бу катталиклар, яъни узатилаётган суюқликнинг миқдори Q шиша найчасининг кўрсаткичлари буйича, вақт эса секундомер билан ўлчаниб, ҳисоблаш жадвалига ёзилади. Узатилаётган суюқликнинг напори метр сув устунида аниқланади:
(5.13)
бу ерда Р_м, Р_вак - манометр ва вакуумметрнинг метр сув устунидаги кўрсаткичи; w_с, w_х - суриш ва хайдаш трубаларидаги суюқликнинг тезлиги, м/с; h - вакуумметр ва манометр оралиқларидаги масофа, м.
Сўриш ва узатиш трубалари диаметри бир ҳил бўлганлиги учун суюқлик бу трубаларда бир ҳил тезликда ҳаракат қилади, яъни w_с = w_х Бу холда

(5.14)
5.3-расм. Лаборатория насос курилмасининг схемаси.
1 – вентиллар; 2 – вакуумметр; 3 – насос; 4 – суюқлик сатхини ўлчовчи найча; 5 – суюқлик резервуари; 6 - қайттариқ клапан; 7 – сўриш трубаси; 8 – узатиш трубаси; 9 – манометр; 10, 12 - ростловчи вентиллар; 11 – суюқлик баклари; 13 – вентиль.

Тажриба натижаларини ҳисоблаш

Насоснинг иш унумдорлиги (м³/c)

(5.15)

бу ерда Q₁ - сувнинг шиша найчаси бўйича ўлчанган миқдори, л;  - вақт бирлиги, с.

Насоснинг истеъмол қиладиган қуввати, (кВт)


(5.16)

бу ерда U – ток кучланиши, В; I - ток кучи, А.

Насоснинг фойдали иш коэффициенти ушбу тенгламадан аниқланади:
(5.17)
бу ерда Q - насоснинг иш унумдорлиги, м³/ с;  - суюқлик зичлиги, кг/м³ ; g – эркин тушиш тезлиги, м²/с; H - насос умумий напори, узатилаётган суюқликнинг метр устунида . Q – H, Q – N, Q - функция боғликлик графиклари миллиметрли қоғозда чизилади.

5-1 ҳисоблаш жадвали

Айланишлар сони, n, айл/мин

Вақт бирлиги, , с

Сувнинг миқдори, Q, дм^3

Манометр кўр-сатган босим, Pм

Вакуум кўрсат-ган сийракла-ниш

Умумий напор, Н, м

£ув-ват N, кВт

Фойдаланиш коэф. , %

кг/см^2 ёки мм.сим. устун

Мм.сув устуни-да, Нм

кгк/см^2 Рв

м. сув устуни Нс

Бир ҳил вақт бирлигида узатилаётган суюқликнинг миқдори 3 марта ўлчанади. 3 марта ўлчанган суюқликнинг ўртача миқдори ҳисоблаш жадвалига ёзилади.

Назорат саволлари

1. 
   Насослар. Насосларнинг турлари.
   
2. 
   Насоснинг асосий параметрлари: иш унумдорлик, истеъмол қиладиган қувват, фойдали иш коэффициенти ва сўриш баландлиги.
   
3. 
   Кавитация ходисаси.
   
4. 
   Марказдан қочма насоснинг тузилиши ва ишлаш принципи.
   
5. 
   Пропорционаллик қонуни.
   
6. 
   Марказдан қочма насосларнинг ҳарактеристикалари.
   

АДАБИЁТЛАР

1. Касаткин. А.Г Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия 1973. – 727 с.

2. Юсупбеков Н.Р., Нурмуҳамедов ¥.С., Зокиров С.Г. Кимёвий технология асосий жараён ва қурилмалари. - Т.: Øàðê, 2003. – 644 б.
3. Юсупбеков Н.Р., Нурмуҳамедов ¥.С., Исматуллаев П.Р. Кимё ва озиқ-овқат саноатларнинг жараён ва қурилмалари фанидан ҳисоблар ва мисоллар. - Тошкент, Nisim, 1999. – 351 б.
4. Гельперин.Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1981. – кн.1. - 410 с.
5. Павлов. К.Ф, Романков. П.Г, Носков. А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 1981. – 575 с.
6. Кимевий технологиянинг гидромеханик, иссиклик ва масса алмашиниш жараенлари буйича лаборатория ишлари /Нурмухамедов Х.С., Туйчиев И.С., Гулямова Н.У., Нигмаджонов С.К., Ниезов К.М., Абдуллаев А.Ш., Алиева К.К. – Т.: ТКТИ, 2001. – 152 б.