Подача насоса q – це об’єм рідини, що подається насосом за одиницю часу.

Теоретична подача знаходиться:

Q_T = _2r S,

де _2r = ₂ sin α₂ – радіальна складова ₂;

S = b₂ (πD₂ - Zδ₂ ),

S – площа живого перерізу на виході з колеса;

b₂ – ширина каналу;

δ₂ – товщина лопатки на виході з колеса.

Дійсна подача насоса визначається із співвідношення:

Q = ψ η_{0 2r} b₂ (π D₂ - Z δ₂), (9.9)

де ψ - коефіцієнт стиснення потоку рідини лопатками на виході з колеса. При кількості лопаток Z = 6 - 12:

ψ = 0,9 - 0,95; (9.10)

η₀ – об’ємний ККД насоса:

η₀ = 0,85 - 0,95. (9.11)

Корисна потужність насоса розраховується за формулою:

N = ρgQH, (9.12)

де ρ – густина рідини;

g – прискорення сили тяжіння.

Загальний ккд насоса:

η = η_r η₀ η_H , (9.13)

де η_r = 0.7-0.9 – гідравлічний ККД насоса, який враховує втрати енергії внаслідок гідравлічних опорів;

η_М – механічний ККД насоса, який враховує втрати енергії (потужності) на тертя в підшипниках валу насоса, в сальниках та інших рухомих деталях насоса. Як правило, приймають високі значення:

η_М = 0,9-0,95. (9.14)

Загальний ККД відцентрових насосів у залежності від потужності знаходиться у межах:

η = 0,6-0,92.

Опис лабораторної установки

Для вивчення конструкції відцентрового насоса і теорії робочого колеса необхідно заміряти параметри робочого колеса на виході рідини з нього, його товщину і порахувати число лопаток.

Порядок виконання роботи

1. За допомогою штангенциркуля заміряти параметри колеса D₂, b₂, δ₂ і порахувати число лопаток.

2. За формулою (9.5) розрахувати колову швидкість u₂.

3. Відклавши в масштабі швидкість u₂ і провівши під кутами β₂ і α₂ прямі з точок А₂ і В (мал. 3) до перетину їх в точці С, опустивши перпендикуляр із неї на пряму А₂В, знайдемо радіальну складову вектора абсолютної швидкості _2r.

Рис. 9.4.

4. За формулами (9.6), (9.9), (9.12) і (9.13) розрахувати дійсний напір та подачу, корисну потужність і ККД насосу.

Контрольні питання

1. Які фізичні принципи використовуються в насосах? Які насоси Ви знаєте?

2. Як класифікуються відцентрові насоси?

3. Запишіть формулу Ейлера і поясніть її.

4. Які основні параметри роботи насоса Ви знаєте?

5. Які переваги і недоліки конструкцій і роботи відцентрового насоса Вам відомі?

Лабораторна робота №10 Зняття робочих характеристик відцентрового насоса

Мета роботи:	Отримати практичні навички з експлуатації відцентрового насоса і зняти та розрахувати його робочі характеристики.
Прилади та обладнання:	Експериментальна установка відцентрового насоса, рулетка, секундомір.

Короткі теоретичні відомості

Під робочими характеристиками відцентрового насоса розуміють графічні залежності основних його параметрів: напору H, корисної потужності N і коефіцієнта корисної дії η від подачі Q:

H=f₁(Q);

N=f₂(Q);

η=f₃(Q). (10.1)

Ц

Рис.10.1.

і залежності (характеристики) мають приблизний вигляд, який показано на рис. 10.1.

Теоретичний напір H_Т, який розвиває насос, дорівнює приросту питомої енергії рідини. Отже, H_Т дорівнює різниці питомих енергій в перерізах на виході з насоса і вході у нього:

H_Т = l₂-l₁, м (10.2)

За ці перерізи, як завжди, приймають місця трубопроводів, де вимірюються тиск манометром P_м і вакуумметром P_в (рис. 10.2)

Рис. 10.2.

l₁=l₂+h_м , (10.3)

де

h_м – втрати напору в насосі;

Z₂ і Z₁ – геометричні висоти від основ (штуцерів) манометра і вакуумметра до рівня рідини в посудині, з якого відкачується рідина;

P₁= P_в – вакууметричний тиск,

P₂₌ P_М – показники манометра;

γ – питома вага рідини;

і – середні швидкості в трубопроводі на вході із насоса і на його виході відповідно.

Оскільки діаметр трубопроводу величина стала, то і швидкості руху рідини будуть однакові (υ₁=υ₂). Тоді з рівняння (10.2) отримаємо:

(10.4)

де - ΔZ=Z₂-Z₁ – відстань по вертикалі між штуцерами манометра і вакуумметра.

Дійсний напір Н, або просто напір насоса буде більше теоретичного, оскільки ми не враховували втрати напору в насосі за рахунок гідравлічних опорів:

Н=Н_Т / η_г . (10.5)

Втрати напору на їх подолання можна розрахувати за гідравлічним коефіцієнтом корисної дії, який, як правило, знаходиться у межах:

η_г =0,7÷0,9. (10.6)

Корисна потужність насоса визначається за формулою:

N_к = γ Q H, Вт, (10.7)

де Q - подача насоса в м³/с.

Потужність, яку використовує насос N_n, знаходиться за потужністю N_e електродвигуна насоса і його ККД η_e

N_п = η_e N_e, (10.8)

η_e=0,97÷0,99

ККД насоса чисельно дорівнює добутку трьох ККД:

η = η_г η_o η_м , (10.9)

де η_о - об’ємний ККД насоса, який враховує витікання рідини в ньому через різного роду нещільності, дорівнює:

η_о = 0,85÷0,99.

η_м – механічний ККД насоса, який враховує втрати енергії (потужності) в механічних передачах внаслідок тертя в підшипниках і сальниках, знаходиться у межах:

η_м=0,95÷0,98.

Загальний ККД насоса визначається за формулою:

η= N_к / N_n. (10.10)