Мощность насоса и кпд

Полезная мощность насоса определяется из выражения:

Nп = QρgH/102 = γ QH/102, кВт

Где: Q –подача, м³/сек

ρ - плотность жидкости, кг/м³

H – напор, м

1 квт = 102 кг.м/сек

γ = ρg, кг/м³

Потребляемая мощность:

N = Nп/ = γ QH/102 η

.η – коэффициент полезного действия, отражает величину преобразования механической энергии, полученной от двигателя в энергию потока жидкости. Измеряется в % или долях единицы. КПД отражает все потери, связанные с передачей и преобразованием механической энергии в энергию потока жидкости. Эти потери можно подразделить на три вида:

- гидравлические

-объемные

-механические.

Гидравлические потери обусловлены потерей энергии на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости в проточной части насоса. Гидравлическое совершенство элементов проточной части насоса характеризуется значением гидравлического КПД:

.η_г = Н/Нт

Объемные потери внутри насоса, в уплотнениях лопастного колеса, в системе уравновешивания осевого давления и других ведут к уменьшению подачи насоса Q и отражаются объемным КПД (η_о).

.η_о = Q/Qт

Механические потери расходуются на преодоление механического трения внутри насоса (дисковое трение, трение в сальниках, в подшипниках). Общий КПД: - η= η_г η_о η_м

Характеризует степень гидродинамического совершенства проточной части, качества системы внутренних уплотнений, потери энергии на механическое трение. У современных насосов η_г=0,94-0,95; η_о =0,95-0,98;

η_м= 0,9-0,97.

Значение КПД насосов меняется в зависимости от режима работы. Максимальное значение КПД серийных, крупных насосов достигает 0,9-0,92, малых: 0,6-0,75

Уравновешивание осевого давления

рисунок

Давление жидкости, находящейся в каналах рабочего колеса на его внутренние стороны дисков практически уравновешено и не вызывает возникновение осевого давления. Давление жидкости на наружные стороны дисков рабочего колеса различно. Вследствие вращения дисков и относительно малого зазора между ними и корпусом насоса давление жидкости на наружные стороны дисков рабочего колеса уменьшается от сечения D₂ к сечению диаметром D₁. При этом в области от D₂ до D₁ давление на диски рабочего колеса с обеих сторон одинаково. Однако, при несимметричной конструкции рабочего колеса с односторонним входом жидкости в рабочее колесо зона действия давления со стороны нагнетания на переднюю и заднюю стороны рабочего колеса не одинаково, что вызывает разницу в силе воздействующей на колесо и направленной в сторону всасывания. Величина этой осевой силы, особенно в многоступенчатых насосах, достигает значительной величины, и будет воздействовать на подшипники, если не обеспечить ее компенсации, устранения.

Для устранения или уменьшения осевой силы применяются различные способы:

- применение рабочих колес с двусторонним подводом жидкости,

- установление лопаток на заднем диске обеспечивает снижение усилия на задний диск или уменьшают осевое давление, направленное в сторону всасывания,

- отверстие в рабочем колесе и уплотнение на нем со стороны заднего диска уравнивают зону воздействия давления на передние и задние диски,

- взаимно противоположное расположение рабочих колес,

- разгрузочная пята, создающая усилие в противоположную сторону,

- применение рабочих колес с дисками различного диаметра.