2. Подача, напір, потужність і ккд носіїв

У теорії насосів застосовується ряд термінів і визначень, що стосуються до всіх типів насосів. Розглянемо схему роботи насоса, який переміщує рідину з одного резервуара в іншій

Рис. 15 – Схема принципу роботи насосної утановки

Під час роботи насоса у всмоктувальній трубі підтримується розрідження (вакуум), яке і обумовлює підіймання рідини з живильного резервуара до насоса. Рідина, що потрапила в корпус насоса, у результаті силової взаємодії з робочим органом насоса, отримує додаткову енергію і переміщується у верхній резервуар.

Умовні позначення:

Н_вс- геометрична висота всмоктування,

Н_н- геометрична висота нагнітання,

H_Г=Н_вс + Н_н - геометрична (геодезична) висота підіймання води (рідини),

В - вакуумметр,

М - манометр,

р₁ - абсо­лютний тиск на поверхню рідини в живильному резервуарі,

р₄ - абсо­лютний тиск на поверхню рідини в прийомному резервуарі,

z_в - висо­та вакуумметра над базовою площиною (віссю насоса),

z_M - висота манометра над базовою площиною (віссю насоса),

v_вс - середня швидкість у всмоктувальному патрубку насоса,

v_м - середня швид­кість у нагнітальному патрубку,

h_вc - втрати напору в усмокту­вальному трубопроводі,

h_н - втрати напору в нагнітальному трубо­проводі,

Q - подача насоса - об'єм рідини, переміщеної насосом за одиницю часу;

Н - повний напір насоса.

Подача – об’єм або маса рідини, яку насос подає за одиницю часу.

, (3.1)

, (3.2)

де V₂,V₁ – показники водоміра на початку і вкінці трубопроводу;

τ – період перекачки води..

Напором називається питома енергія рідини. Отже, напір насоса ні що інше, як приріст питомої енергії рідини під час її проходження через насос, тобто

де - питома енергія рідини до насоса;

• - питома енергія рідини після насоса.

Відповідно до рівняння Бернуллі Повний напір насоса визначити за формулою (враховуючи, що різниця швидкісних напорів дуже мала)

, (3.4)

де Р_ман - показники манометра, кг/см²; Р_вак - показники вакуумметра, кг/см²;

Z - відстань по вертикалі між точками приєднання манометра й вакуумметра, м;

ρ-густина перекачуваної рідини, ρ = 1000кг/м ;

g - прискорення вільного падіння, g - 9,8м/с².

Також напір насосної установки можна визначити:

Зручно позначати

• манометрична висота

• вакууметрична висота

Цією формулою зручно користуватися під час лабораторних досліджень.

Спожиту електродвигуном потужність визначити

(3.10)

де w- показники ватметра, кВт.

Потужність - це робота за одиницю часу, або зміна енергії за одиницю часу. Насос надає одиниці ваги рідини питому енергію - Н. За одиницю часу через насос проходить рідина вагою yQ. Тоді корисна потужність насоса – робота, яку виконує насос за секунду при переміщенні 1 м³ рідини на певну висоту.

(3.11)

Потужність, підведену до вала насоса, називають потужністю на валу насоса (або споживана потужність) N_в. Тоді ККД насоса (3.12)

ККД – відношення виконаної роботи до загальних енергетичних затрат на її виконання.

Структура ККД насоса залежить від типу насоса і його конструктивних особливостей. Звичайно

(3.13)

де η_г - гідравлічний ККД - враховує втрати під час руху рідини через корпус насоса;

η_м - механічний ККД - на тертя в ущільненнях валу насоса і на тертя рідини та поверхонь робочого колеса

η₀ - об'ємний ККД - на втрати енергії з витікаючою через нещільності рідиною.