Напор насоса – это приращение полной удельной механической энергии жидкости в насосе.
Учитывая, что полная удельная энергия согласно уравнению Бернулли складывается из трех слагаемых, можно записать
, (16)
где: индекс “ н ” - у параметров в сечении на выходе насоса (напорный трубопровод);
индекс “ в ” - у параметров в сечении на входе в насос (всасывающий трубопровод).
Основным слагаемым в формуле (16), определяющим , является разность пьезометрических высот , т.к. разность ничтожно мала, а разностью скоростных напоров при одинаковых значениях диаметров всасывающего и напорного трубопроводов можно пренебречь. Если же диаметры проходных сечений всасывающего и напорного трубопроводов насоса различны по величине, то в низконапорных насосах при определении следует учитывать разность скоростных напоров в виде поправки, пропорциональной квадрату подачи насоса .
Подача насоса - это количество жидкости (объем), подаваемое насосом в напорный трубопровод в единицу времени.
|
|
Полезная мощность насоса - это мощность, приобретенная жидкостью в насосе, или энергия, сообщаемая насосом жидкости в единицу времени:
. (17)
Потребляемая насосом мощность - это мощность, которая равна мощности, развиваемой приводным двигателем:
, (18)
где: - момент на валу двигателя (насоса);
, - угловая скорость и частота вращения вала двигателя (насоса).
К.п.д. насоса - это величина, учитывающая потери энергии в насосе, равная отношению полезной мощности, развиваемой насосом, к потребляемой им
. (19)
В насосе различают три вида потерь:
1) гидравлические - это потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости внутри насоса;
2) объемные - это потери, связанные с уменьшением действительной подачи насоса, обусловленное утечками, перетечками и циркуляцией жидкости через зазоры внутри насоса из области высокого давления в область низкого;
3) механические - это потери на преодоление сил трения, возникающих в подшипниках, уплотнениях и т.п.
Для оценки этих потерь используются соответственно: гидравлический к.п.д. (), объемный к.п.д. () и механический к.п.д. ().
Полный к.п.д. насоса при этом равен:
.
Кроме перечисленных параметров для полного представления о свойствах того или иного насоса нужно иметь так называемую рабочую характеристику, которая включает в себя следующие зависимости
; ; ; ,
построенные при номинальной частоте вращения его вала.
Принципиальная схема установки, позволяющей получить эти характеристик, представлена на рис. 19.
Насос Н с приводом от электродвигателя ЭД подает жидкость в напорный трубопровод, в котором установлены регулируемый гидродроссель Р, расходомер РМ и манометр М. Гидродроссель Р обеспечивает изменение гидравлического сопротивления в напорном трубопроводе, а, следовательно, и изменение давления на выходе насоса (напора насоса). С помощью расходомера измеряется подача насоса Qн. Если потребляемую мощность N потр механически сложно замерить по выходной мощности приводного двигателя (определить М и n) (формула (18)), то измеряют электрическую мощность на входе в двигатель и пересчитывают ее в выходную, соответствующую N потр = I·U·η э,
|
|
где: I – ток в цепи питания электродвигателя;
U – напряжение питания;
η э – к.п.д. электродвигателя.
Рисунок 19 – Принципиальная схема установки испытания насоса
Гидравлическое сопротивление напорного трубопровода изменяют за счет изменения площади проходного сечения S др дросселя Р.
В лабораторных работах № 7 и № 8 площадь проходного сечения задается значением , которая показывает относительную величину площади проходного сечения дросселя Р
= S др/ S др max = 0 ÷ 1.
Площадь проходного сечения устанавливается щелчком левой кнопки мыши на выбранном значении в соответствующем окне на экране монитора.