Управление лабораторным стендом при помощи программного пакета LabView.

Рассмотрим управление стендом на примере приложения: «FTNS».

Рисунок 1.4 – Главное окно проекта.

 

Рисунок 1.5 – Главное окно проекта.

 

В Главном окне проекта располагаются:

· Осциллограммы показаний датчиков давления

· Осциллограмма показаний датчика расхода

· Кнопка для импорта показаний датчиков в файл

· Кнопка для выхода из программы

Данные импортируются в протокол «протокол_FTNS» (рис. 1.6)

 

Рисунок 1.6 – Вид протокола с записанными данными

Доступ к файлу «протокол_FTNS» осуществляется через ярлык на рабочем столе компьютера (см. рис. 1.3).

 

Требования техники безопасности

Примечание: несоблюдение требований может привести к травмам и выходу оборудования из строя!

· Перед включением электропитания убедиться в надежном подключении всех гидравлических соединений и отсутствия влаги на элементах и узлах стенда.

· Во время работы стенда запрещается прикасаться руками к электрическим соединениям, разъёмам и контактам.

· При появлении малейших признаков утечки жидкости стенд должен быть отключён от электропитания.

· Любые перекоммутации или разъединение гидравличе­ских соединений допускаются только при отключенном электрическом питании и осторожном обращении с разъединяющи­мися элементами.

· Внимание!!! Следите за уровнем жидкости в мерном баке, не допускайте перелива или попадания воздуха во всасывающие трубопроводы.

· Внимание!!! При работе динамического насоса с частотой оборотов отличной от номинальной время эксперимента не должно превышать 10 минут во избежание перегрева электродвигателя.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.
ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА (ЦН)

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

Цель работы - экспериментальное определение рабочих характеристик динамического насоса.

Рисунок1.7 – Характеристика динамического насоса.

На рис. 7 изображена характеристика центробежного насоса. На ней нанесены кривые зависимости напора H, мощности N, КПД от подачи .

Характеристика динамического насоса – зависимость напора, мощности и КПД от подачи насоса при постоянной частоте вращения.

Напор , м – энергия единицы массы жидкости, деленная на гравитационное ускорение свободного падения .

Удельная энергия – энергия единицы массы жидкости:

(1.1)

Полный напор насоса – алгебраическая разность между полным напором на выходе и полным напором на входе.

Мощность насоса (мощность, потребляемая насосом) – мощность, передаваемая насосу от его привода.

Полезная мощность насоса – механическая мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкой среде и определяемая зависимостью:

, (1.2)

где – плотность перекачиваемой жидкости,

– объемный расход жидкости,

– ускорение свободного падения,

– напор, развиваемый насосом

КПД насоса – отношение мощности, отдаваемой насосом жидкости (полезной мощности насоса) , к мощности, потребляемой насосом:

(1.3)

 

Таблица 1.1 – Таблица состояния запорно-регулирующей аппаратуры

Клапан	Состояние
V1	Откр
V2	Откр
V3	Откр
V4	Откр
V5	Откр

Порядок выполнения работы

1. Согласно приведенной выше схеме включения запорно- регулирующей аппаратуры стенда и таблицы состояния, выполнить соответствующие действия на полностью обесточенном стенде для исследования характеристик насоса Р1.

2. Повернуть ключ и нажать кнопку «Старт» на консоли управления, включить компьютер и запустить проект «FTNS», находящийся на рабочем столе вашего компьютера (рис. 3).

3. В главном окне проекта установите частоту вращения вала насоса Р1 равную 50 Гц. Следует помнить, что максимальная частота вращения вала составляет 3585 об/мин.

4. Изменяя сопротивление краном V4, установить 5-7 значений напоров, развиваемых насосом Р1 и соответствующих значений подачи, измеряемой расходомером Z3. Показания датчиков давления Z1, Z2, датчика расхода Z3, мультиметраZ4 занести в таблицу 1.2.

5. Установить значение частоты вращения вала насоса равную 60 Гц и повторить эксперимент необходимое количество раз. Заполнить приведенную таблицу 1.2 для всех выбранных значений частоты вращения вала насоса.

 

Таблица 1.2 - Таблица экспериментальных данных для частоты вращения вала насоса n1=…

№ п.п.	Z1: P1, бар	Z2: P2, бар	Z3: Q, л/мин	Z4: P, Вт
…

 

6. По экспериментальным данным необходимо рассчитать и построить напорные характеристики насоса при разных значениях n1. Расчётные зависимости имеют следующий вид:

(1.4)

С учётом того, что

и

(1.5),

где

– напор насоса

– разность отметок положения приборов для измерения давления в мерных сечениях при входе и на выходе из насоса относительно выбранной эталонной плоскости

– вертикальная отметка положения прибора для измерения давления в мерном сечении на выходе насоса относительно выбранной эталонной плоскости;

– давление на выходе насоса;

– давление на входе в насос;

– скоростной напор жидкости на выходе насоса;

– скоростной напор жидкости на входе в насос;

– коэффициент кинетической энергии,

если Re<2300

если Re>2300.

Давление на входе в насос определяется из выражения:

, (1.6)

где

– потери гидравлической энергии между сечением подключения датчика Z1 и входом в насос.

(1.7)

м

(1.8)

– потери гидравлической энергии между сечением подключения датчика Z2 и выходом из насоса.

Соответственно

(1.9)

м

 

(1.10)

(1.11)

В приведенных формулах величины , – суммарные длины соответствующих участков трубопроводов с учётом эквивалентных длин для местных сопротивлений, находящихся на этих участках. Для выполнения расчетов, необходимо самостоятельно определить длину , .

Для справки

Универсальный лабораторный стенд оснащён динамическими насосами, которые развивают максимальный напор, равный 1,04 бар, или 10,4 м водяного столба. Максимальная подача этих насосов составляет 62 л/мин. Внутренний диаметр трубопроводов равен 12мм. Максимальное число Re, которое может быть достигнуто в этих условиях при работе на воде, не более 56000. Коэффициент гидравлического трения в трубопроводах лабораторного стенда можно рассчитывать при Re<2300 по формуле Пуазейля

. (1.12)

При – по формуле Блазиуса:

. (1.13)

Местные потери для поворотов трубопровода, тройников и регулируемых кранов (когда они открыты на 100%), используемых в стенде, получены из экспериментальных данных и в расчётах заменяются потерями по длине на участках эквивалентных трубопроводов d=12мм.

м – для поворота трубопровода на 90⁰,

м – для Т-образного соединения,

м – для регулируемого клапана.

7. Расчетные данные занести в таблицу 4.

По полученным расчетным и экспериментальным данным построить напорную, мощностную или энергетическую характеристики насоса при значениях частоты вращения рабочего колеса 50 и 60 Гц.

 

Таблица 1.3 - Расчетные данные эксперимента

 

 

№ п/п	Q. м3/сек	v, м/сек	Re	λ	h1, м	h22,м	Рвх, Па	Рвых, Па	Н, м	P, Вт