2. Основные параметры работы насосов.

Производительность (подача) Q (м3/c) определяется объемом жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени. Напор Н (м) (давление p (Па)) характеризует энергию, которая сообщается насосом единице веса перекачиваемой жидкости. (Напор – это как бы высота, на которую может быть поднят 1кг перекачиваемой жидкости за счет энергии, сообщаемой ей насосом). Мощность (Вт). Различают полезную мощность Nп, мощность на валу насоса Ne, мощность, потребляемую двигателем NДВ, и установочную мощность Nуст. Полезная мощность Nп затрачивается на сообщение жидкости энергии и равна произведению массового расхода (ρgQ) на приращение удельной энергии жидкости в насосе (Н), т.е. Nп = ρgQH, Вт. Мощность на валу Ne больше Nп из-за потерь энергии в насосе, которые учитываются коэффициентом полезного действия (к.п.д.) насоса η, т.е. Ne= Nп /η. К.п.д. η характеризует совершенство конструкции и экономичность эксплуатации насоса. Различают объемный к.п.д., который учитывает наличие утечек жидкости через зазоры, сальники и т.п.; гидравлический к.п.д., который учитывает потери напора при движении жидкости через насос и механический к.п.д., характеризующий потери мощности на механическое трение в насосе (подшипники, сальники и др.). Значение η зависит от конструкции и степени износа насоса (для центробежных насосов η=0,6... 0,7, для поршневых η=0,8...0,9). Мощность, потребляемая двигателем Nдв больше мощности на валу насоса вследствие механических потерь в передаче от двигателя к насосу и в самом двигателе. Это учитывается к.п.д. передачи, к.п.д. двигателя. Установочная мощность двигателя Nуст рассчитывается по величине Nдв с учетом возможных перегрузок в момент пуска насоса: Nуст=β Nдв, где β=1,1...2,0 – коэффициент запаса мощности, принимаемый в зависимости от мощности двигателя.

Высота всасывания (допустимая) – высота, которая зависит от температуры жидкости, т.к. связана с давлением ее насыщенных паров Р_П:

,

где, Р_АТ – атмосферное давление; Wвс – скорость во всасывающем трубопроводе; ∑h_вс – потери энергии во всасывающей линии; h_кав – кавитационная поправка, связанная с явлением, называемым кавитация – процесс вскипания жидкости в областях с пониженным давлением и последующей конденсации пара при повышении давления, приводящий к гидравлическим ударам и разрушению конструкции.

3. Классификация неоднородных фазовых систем.

В зависимости от физического состояния фаз различают: суспензии, эмульсии, пены, дымы, туманы. Суспензии – гетерогенные системы, состоящие из жидкости и взвешенных в ней твердых частиц. В зависимости от размеров твердых частиц, суспензии условно подразделяются на грубые (более 100 мкм ~ 0.1 мм), тонкие (0.5 – 100 мкм ~ от 0.0005 до 0.1 мм) и мути (0.1 – 0.5 мкм ~ 0.0001 – 0.0005 мм) Переходная область между суспензиями и истинными растворами (гомогенные системы) занимают коллоидные растворы, в которых размеры частиц, находящихся в жидкости, являются средними между величинами молекул и взвесей.  Эмульсии – системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней капель другой жидкости, не смешивающейся с первой.  Под действием силы тяжести эмульсии расслаиваются. Однако, при незначительных размерах капель (менее 0.4 – 0.5 мкм) или при добавлении стабилизатора, эмульсии становятся устойчивыми и не расслаиваются в течение длительного времени. С увеличением концентрации дисперсной фазы появляется способность обращения (инверсии) фаз. В результате слияния (коалесценции) капель дисперсная фаза становится сплошной, т.е. в ней оказываются взвешенными частицы фазы, бывшей до этого внешней. Пены – системы, состоящие из жидкости и распределенных в ней пузырьков газа. Эти газо-жидкостные системы по своим свойствам близки к эмульсиям. Пыли и дымы – системы, состоящие из газа и распределенных в нем частиц твердого вещества. В пыли размер твёрдых частиц более 5 мкм, в дыме – менее 5 мкм. Пыль образуется при механическом распределении частиц в газе (при дроблении, смешивании и транспортировке твёрдых материалов и т.д.). Дым образуется при горении. При образовании дисперсной фазы из частиц жидкости размером 0.3 – 5 мкм (  мм) возникают системы, называемые туманами. Пыли, дымы, туманы носят общее название - аэрозоли.  В химической технологии широко распространены процессы, связанные с разделением жидких и газовых гетерогенных (неоднородных) систем. Выбор метода их разделения обусловлен размерами взвешенных частиц, разностью плотностей дисперсной и сплошной фаз, вязкостью сплошной фазы. Для разделения неоднородных систем в химической технологии используются процессы осаждения и фильтрования. Осаждение может протекать под действием силы тяжести (гравитационное осаждение) под действием центробежной силы (центробежное осаждение) и под действием сил электрического поля (электроосаждение). Центробежное осаждение делится на циклонный процесс и центрифугирование.

Экзаменационный билет №19