Удельная кинетическая энергия

Подсчитаем величину удельной кинетической энергии жидкой частицы массы т. Кинетическая энергия, как известно из механики.Величину можно измерить, если поместить в движущуюся жидкость  трубку, изогнутую в направлении, противоположном движению. Тогда уровень жидкости в трубке поднимется выше уровня в пьезометре , так как движущаяся жидкость будет оказывать дополнительное давление, равное давлению столба жидкости высотой . Такая трубка называется скоростной трубкой, или трубкой пито (1695- 1771 гг.), предложившего ее для измерения скорости движения жидкости.

Рассмотрим движение жидкости  от живого сечения  к живому сечению , причем движение в сечениях плавно изменяющееся. Пусть удельная потенциальная энергия жидкости в первом сечении равна , а во втором г₂+р₂1у. Обозначим среднюю скорость в первом сечении у, а во втором у₂. Тогда удельная кинетическая энергия в сечениях будет равна соответственно.

Подсчитаем полную удельную энергию жидкости в сечении . Для этого к удельной потенциальной энергии г-рх1ч надо прибавить удельную кинетическую , получим аналогично в сечении полная удельная энергия.

Трехчлен (31) больше трехчлена (32), так как на пути от первого сечения ко второму часть энергии расходуется на преодоление сопротивлений. Эта часть удельной энергии называется потерей напора к. Тогда на основании закона о сохранении энергии можно написать  уравнение (33) получено бериулли в 1738 г. И является одним из  основных   уравнений   гидравлики.

Физический смысл уравнения бернулли, как следует из доказательства, в том, что оно выражает собой закон сохранения энергии и показывает зависимость между положением, давлением и скоростью движения жидкости.

Все члены уравнения (33) имеют размерность длины, поэтому его можно изобразить графически . Отложив вверх от плоскости отсчета оо для всех живых сечений сдельную потенциальную энергию 2+р/у, получим, пьезометрическую линию. Отложив вверх от пьезометрической линии для всех сечений скоростной напор , получим линию энергии или линию гидродинамического напора. Эти линии будут кривыми, причем линия гидродинамического напора может только опускаться, так как энергия в направлении движения уменьшается.

Из уравнения бернулли следует, что с изменением живого сечения потока изменяется скоростной напор , что в свою очередь ведет к изменению пьезометрического напора р/у. В отдельных случаях возможен полный переход одного вида энергии (напора) в другой. Например, при истечении жидкости из отверстий и насадков происходит преобразование пьезометрического напора в скоростной.

Характеристики центробежных насосов

Изготовленные на заводе насосы подвергают стендовым испытаниям, в задачу которых входит определение зависимости напора, потребляемой мощности и к. П. Д. Насоса от его производительности. Графически выраженные зависимости ,  при постоянной частоте вращения  сопзг называются рабочими характеристиками насоса.

Характеристики строят следующим образом. Регулируя степень открытия задвижки на напорном патрубке, получают различную подачу и соответствующие напоры для данного насоса при неизменной частоте вращения. Во время испытания насоса при каждом установленном расходе измеряют мощность на валу насоса и подсчитывают значения к. П. Д. Соединив соответствующие точки на графике плавными линиями, получают кривые.

Точка а характеристики насоса  , отвечающая максимальному значению к. П. Д., называется оптимальной точкой, так как она соответствует оптимальному режиму работы насоса.

Характеристика с н называется главной рабочей характеристикой насоса.

Формы характеристики  н центробежных насосов могут быть чрезвычайно разнообразными. Наиболее характерными являются  пологие, крутопадающие и возрастающие (имеющие максимум). Тип характеристики зависит от коэффициента быстроходности, числа лопастей, конструктивных особенностей различных деталей насоса.

Выбор тина насоса для конкретных условий производят с учетом формы рабочей характеристики.

Пологой характеристикой обладают насосы с коэффициентом быстроходности . Их особенностью является сравнительно небольшое изменение напора при значительном колебании расхода. Насосы с пологими характеристиками применяют при регулировании подачи задвижками. Поэтому пожарные насосы, установленные на автомобилях, мотопомпах, судах и т. П., подача которых по условиям работы изменяется в больших пределах, должны иметь пологую характеристику.

Крутопадающие характеристики имеют насосы с высоким значением коэффициента быстроходности . Применение таких насосов выгодно, когда необходимы малые колебания расхода при значительном изменении напора, например, на насосных станциях первого подъема при колебании уровня воды в источнике.