Определение параметров насосов
Основными параметрами насоса любого типа являются производительность, напор и мощность.
Производительность (подача) Q (м3/сек) определяется объёмом жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени.
Напор Н (м)- высота, на которую может быть поднят 1 кг перекачиваемой жидкости за счёт энергии, сообщаемой ей насосом.
Н = h + pн – рвс/ρg
Напор насоса
Полезная мощность Nп, затрачиваемая насосом на сообщение жидкости энергии, равна произведению удельной энергии Н на весовой расход жидкости γQ:
Nп = γQН = ρgQН
где
ρ (кг/ м3) – плотность перекачиваемой жидкости,
γ(кгс/ м3) – удельный вес перекачиваемой жидкости.
Мощность на валу:
Ne=Nп/ηн = ρgQН/ηн
где ηн – к.п.д. насоса.
Для центробежных насосов ηн– 0,6-0,7, для поршневых насосов – 0,8-0,9, для наиболее совершенных центробежных насосов большой производительности - 0,93 – 0,95.
Номинальная мощность двигателя
Nдв = Ne / ηпер ηдв = Nп / ηн ηпер ηдв,
где
ηпер - к.п.д. передачи,
ηдв - к.п.д. двигателя.
ηн ηпер ηдв- полный к.п.д. насосной установки η, т.е.
η= ηн ηпер ηдв = Nп /Nдв
Установочная мощность двигателя Nуст рассчитывается по величине Nдв с учётом возможных перегрузок в момент пуска насоса:
Nуст = βNдв
гдеβ – коэффициент запаса мощности:
| Nдв, кВт | Менее 1 | 1-5 | 5-50 | Более 50 |
| β | 2 – 1,5 | 1,5 –1,2 | 1,2 – 1,15 | 1,1 |
Напор насоса. Высота всасывания
Н – напор насоса,
рн - давление в напорном патрубке насоса,
рвс- давление во всасывающем патрубке насоса,
h -высота подъёма жидкости в насосе.
Такимобразом, напор насоса равен сумме высоты подъёма жидкости в насосе и разности пьезометрических напоров в нагнетательном и всасывающем патрубках насоса.
Для определения напора действующего насоса пользуются показаниями установленных на нём манометра (рм)и вакуумметра (рв).
рн = рм + ра
рвс = ра - рв
ра – атмосферное давление.
Следовательно,
Напор действующего насоса может быть определён, как сумма показаний манометра и вакуумметра (выраженных в м столба перекачиваемой жидкости) и расстояния по вертикали между точками расположения этих приборов.
В насосной установке напор насоса затрачивается на перемещение жидкости на геометрическую высоту её подъёма(Нг), преодоление разности давлений в напорной (р2) и приёмной(р0) емкостях, т.е.и суммарного гидравлического сопротивления (hп) во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.
Н = Нг ++hп
где
hп= hп.н+ hп.вс. – суммарное гидравлическое сопротивление всасывающего и нагнетательного трубопроводов.
Если давления в приёмной и напорной емкостях одинаковы (р2= р0), то уравнение напора примет вид
Н = Нг + hп
При перекачивании жидкости по горизонтальному трубопроводу (Нг = 0):
Н = +hп
В случае равенства давлений в приёмной и напорной емкостях для горизонтального трубопровода (р2= р0 и Нг = 0) напор насоса
Н = hп
Высота всасывания
Высота всасывания насоса увеличивается с возрастанием давления р0 в приёмной ёмкости и уменьшается с увеличением давления рвс, скорости жидкостивс и потерь напора hп..всво всасывающем трубопроводе.
Если жидкость перекачивается из открытой ёмкости, то давление р0 равно атмосферному ра. Давление на входе в насос рвсдолжно быть больше давления рtнасыщенного пара перекачиваемой жидкости при температуре всасывания (рвc > рt), т.к. в противном случае жидкость в насосе начнёт кипеть. Следовательно,
т.е. высота всасывания зависит от атмосферного давления, скорости движения и плотности перекачиваемой жидкости, её температуры (и соответственно – давления её паров) и гидравлического сопротивления всасывающего трубопровода. При перекачивании горячих жидкостей насос устанавливают ниже уровня приёмной ёмкости, чтобы обеспечить некоторый подпор со стороны всасывания, или создают избыточное давление в приёмной ёмкости. Таким же образом перекачивают высоковязкие жидкости.
Кавитация возникает при высоких скоростях вращения рабочих колёс центробежных насосов и при перекачивании горячих жидкостей в условиях, когда происходит интенсивное парообразование в жидкости, находящейся в насосе. Пузырьки пара попадают вместе с жидкостью в область более высоких давлений, где мгновенно конденсируются. Жидкость стремительно заполняет полости, в которых находился сконденсировавшийся пар, что сопровождается гидравлическими ударами, шумом и сотрясением насоса. Кавитация приводит к быстрому разрушению насоса за счёт гидравлических ударов и усиления коррозии в период парообразования. При кавитации производительность и напор насоса резко снижаются.
Практически высота всасывания насосов при перекачивании воды не превышает следующих значений:
| Температура, ºС | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 65 |
| Высота всасывания, м | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
