Тема: Основные энергетические параметры центробежных насосов

Подача, напор, мощность насоса.

Работа центробежного насоса характеризуется энергетическими параметрами:

из них выделяются два независимых параметра – подача Q и напор H

1.Подача – количество жидкости, подаваемое в единицу времени.

Количество жидкости можно измерять в единицах объема, массы, веса.

Объемная подача: Q= = [м³/сут, м³/ч, л/с]

Весовая подача: G= = [т/сут, кг/ч, Н/с], 1 Н =0.102 кгс

Массовая подача: М= = [кг/с]

Пересчет: G=g ×Q=r×q× Q, где g - удельный вес жидкости при t^o = 4^оС, g=1000 кг/м³ (102×9,8=1000) или ( =102)

М=r ×Q, где r - плотность жидкости (масса ед. объема), [кг/м³, Н/м³] r=1000 кг/м³ (система СИ), r=102 кгс²/м⁴

Масса = = = - мера инертности тела,

F – мера взаимодействия тел.

2. Напор – приращение механической энергии, получаемое каждым кг жидкости, проходящей через насос.

Различают:

объемный напор (давление насоса) – характерен для объемных насосов (давление не зависит от плотности жидкости);

массовый напор – характерен для динамических насосов (не зависит от плотности и ускорения жидкости)

весовой напор – (для постоянного поля гравитации), в условиях невесомости весовой напор ®¥. На земле весовой напор колеблется 0,6÷0,35%

Для динамических насосов в качестве основного показателя – принимается массовый напор.

Напор по размерности линейная величина, но по существу – энергетическая

[м, Па = ], 1 м= 9806 Н/м²

Н - напор как линейная величина (м) при g ® const

Р – давление, в Па

Соотношение Н= или Р = Н×r×g

Напор (высота столба жидкости) Н= = =м,

F =1массы ×g, Потенциальная энергия в однородном поле Е_п=m×g×h

Н= Е_вых - Е_вх - разность (приращение) энергии на входе и выходе для 1 кг жидкости.

3. Мощность – приращение энергии, получаемое всем потоком в насосе в ед. времени – полезная мощность.

N= = = = = = = кВт

А=F×S, если Q =л/с, то

N=G×Н [ м] =gQH [кВт]= [кВт]

1 квт=102 кгм/с, g=9,8 м/с² = , r× Q - масса воды, Р=r×g×H

4. КПД - (этта) – отражает величину преобразования механической энергии, полученной от двигателя в энергию потока жидкости.

h= = , N = кВт, N_дв= кВт

Часть механической энергии теряется вследствие потерь внутри насоса.

h=h_г×h_об×h_м

h_г = = гидравлическое КПД, h_г - потери напора в насосе

h_об = = объемный КПД, q - объемные утечки (циркуляционные и безвозвратные);

h_м = механический КПД

N_m= N + N + N ,

N - потери на трение деталей о жидкость,

N_m2 – трение в сальниках,

N – трение в подшипниках.

КПД насоса определяется гидродинамическим совершенством проточной части, качеством системы внутренних уплотнений и величиной потерь на механическое трение.

÷Измерение параметров насоса

Подача насоса Q (объемная) – измеряется расходомером, установленном на напорном трубопроводе: сопла и трубы Вентури, мерные диафрагмы, ротаметры, турбинные и крыльчатые расходомеры, индукционные и ультразвуковые расходомеры и т.д.

Напор насоса Н – измеряется с помощью манометров и вакуумметров, которые устанавливаются на напорной и всасывающей линиях насоса.

Н_г = Н_г.вс + Н_{г. наг} – геометрическая высота, Н_г.вс – геометрическая высота всасывания, Н_г.наг – геометрическая высота нагнетания

Напор насоса

Н = Н_г + h_.вс + h _наг

где h_.вс - потери напора во всасывающей трубе, м;

h _наг - потери напора в напорном трубопроводе, м;

h_вс =i×L×1,2 + (0,5¸1,5) м

где i - гидравлический уклон;

L_вс- длина всасывающей линии, м;

1,2 – коэффициент потерь на местные сопротивления, м;

(0,5¸1,5) – потери напора во всасывающих коммуникациях насосной станции, м;

h_нап =i×L×1,1 + 2,5÷5 м

где i - гидравлический уклон;

L_вс- длина напорного трубопровода, м;

1,1 – коэффициент потерь на местные сопротивления, м;

2,5÷5 – потери напора в напорных коммуникациях насосной станции, м.

Если теоретический напор – это приращение энергии, полученное каждым кг жидкости, проходящим через насос, то

Н = Е_вых - Е_вх,,

Е_вых= Z₂ + + , Е_вх= Z₁ + +

Н = (Z₂ - Z₁) + ( - ) + ( - ),

где Z - удельная потенциальная энергия положения;

Р – абсолютное давление жидкости;

- удельное давление жидкости (удельная потенциальная энергия давления).

(Z₂ - Z₁) + ( - ) = Н_ман – манометрический напор или

Н= Н_ман+( - )

Манометрический напор при расположении оси насоса выше уровня воды в источнике определяется по формуле

Н _манн = М_о + W_{о всас},

где М_о, W_{о всас} - приведенные к оси насоса показания манометра и вакуумметра, установленных на напорном и всасывающем патрубках насоса;

При работе насоса с подпором,

Н _манн = М_о – М_{о всас},

где М_о, М_{о всас} - приведенные к оси насоса показания манометра и вакуумметра, установленных на напорном и всасывающем патрубках насоса.