Thí nghiệm khí thực

Mục đích của việc thí nghiêm khí thực là xác định độ cao hút cho phép và quan hệ của nó đối với các thông số khác của máy bơm như H, Q, N, η size 12{η} {}. Cùng với thí nghiệm vẽ các đường đặc tính H - Q, N - Q, η size 12{η} {} - Q ( như đã trình bày ở phần trước ), kết quả thí nghiệm khí thực vẽ ra được các đường đặc tính [ Hck] - Q và Δh size 12{Δh} {} - Q.

Có hai loại thiết bị thí nghiệm khí thực là thiết bị thí nghiệm hở ( như đối với thí nghiệm xác định H, Q, N trình bày phần trước ) và thiết bị thí nghiệm kín ( Hình 5 - 5 ):

Hình 5 - 5. Thiết bị thí nghiệm khí thực kiểu kín.

Trong thiết bị thí nghiệm khí thực kiểu hở, ta dùng cửa van đặt trên ống hút để tăng dần tổn thất trên ống hút, làm áp suất cửa vào máy bơm giảm nhỏ dần cho đến khi sinh khí thực. Thiết bị này đơn giản nhưng kém chính xác.

Thiết bị thí nghiệm kiểu kín chính xác hơn thí nghiệm hở, nó là một hệ thống trong đó nước chảy theo vòng khép kín, gồm có : máy bơm 1, ống hút, van điều chỉnh 6, ống đẩy, thiết bị đo lưu lượng 4, van ống đẩy 5, bình kín 2 chứa đầy khí bên trên, bơm chân không 3, nhiệt kế để 9, van thông với khí trời 11... Bơm chân không 3 được nối với bình kín 2 để hút không khí trong bình nhằm làm giảm áp suất trong hệ thống mà không phá hoại chế độ làm việc của máy bơm. Dùng van ống đẩy 5 để điều chỉnh lưu lượng Q, khống chế lưu lượng không đổi cho từng mức thí nghiệm. Dùng chân không kế 7 để đo chân không trong ống hút.

Tiến hành thí nghiệm, với mỗi mức Q cho ta một trị số dự trữ khí thực Δh size 12{Δh} {}, với nhiều mức lưu lượng Q tương ứng có nhiều Δh size 12{Δh} {} ta vẽ ra được đường đặc tính Δh size 12{Δh} {} - Q (cho máy bơm hướng trục ), và từ từng cặp Δh size 12{Δh} {}- Q ta cũng có thể tính ra [Hck]:

Hình 5 - 6. Diễn biến H = f ( Δh size 12{Δh} {}).

và vẽ đường đặc tính độ chân không cho phép [Hck]- Q ( cho máy bơm li tâm ).

Các bước tiến hành thí nghiệm khí thực như sau:

- Dùng van ống đẩy 5 để mở một mức lưu lượng không đổi Q = hằng số và giữ cho máy bơm làm việc với trị số vòng quay không đổi suốt quá trình;

- Dùng bơm chân không 3 để tăng độ chân không trong bình kín 2, chân không kế 7 đo được các trị số chân không thay đổi.

- Dùng áp lực kế vi sai 8 đo Δh size 12{Δh} {}.

Từ kết quả thí nghiệm ( Hình 5 - 6 ) ta thấy:

+ Trong phạm vi vùng 1 chỉ số chân không thay đổi nhưng H = f ( Δh size 12{Δh} {}) vẫn không thay đổi, vùng này chưa phát sinh khí thực;

+ Tiếp tục giảm áp suất trong bình tới một trị số nào đó ( ứng với Δh size 12{Δh} {}I) xuất hiện tiếng động, biểu hiện của khí thực, tuy nhiên H ( và kéo theo N) chưa thay đổi rõ rệt. Tiếp tục làm việc lâu với tình trạng này sẽ có xói mòn khí thực ( vùng 2 ). Do vậy chỉ cho phép kéo dài tình trạng này trong thời gian rất ngắn. Ta lấy Δh size 12{Δh} {} = Δh size 12{Δh} {}I làm chế độ tới hạn thứ nhất;

+ Tiếp tục giảm áp suất, khi Δh size 12{Δh} {} giảm đến Δh size 12{Δh} {}II= Δh size 12{Δh} {}th ( giữa vùng 2 và 3 ) thì H bắt đầu giảm mạnh. Không cho phép máy bơm làm việc trong vùng này. Lấy độ dự trữ khí thực Δh size 12{Δh} {}II= Δh size 12{Δh} {}th làm chế độ tới hạn thứ hai, và Δh size 12{Δh} {}II được gọi là " độ dự trữ khí thực tới hạn " với dấu hiệu cột nước giảm đột ngột 2% H.

Độ dự trữ khí thực cho phép được tính theo công thức:

Hệ số k1 = 1 đối với chất lỏng cần bơm là nước.

Với mỗi mức Q = hằng số ta vẽ được đường H = f ( Δh size 12{Δh} {}) và chọn ra được một trị số Δh size 12{Δh} {}th rồi tính ra được độ dự trữ khí thực cho phép Δh size 12{Δh} {} theo công thức ( 5 - 11 ) ⇒ được một cặp Q, Δh size 12{Δh} {}. Với nhiều mức Q khác cũng làm tương tự cũng sẽ được các cặp Q, Δh size 12{Δh} {} khác . Nối các điểm ấy lại ta vẽ được đường đặc tính độ dự trữ khí thực ( hoặc độ chân không cho phép ).