2. Її краї затиснуто між фланцями циліндра 3.

Мембрану в осьовому напрямі рухає важіль 1 або

інший механізм. Коли мембрана вигинається

вгору, простір між мембраною і клапанною ко-

робкою збільшується і тиск у ньому зменшуєть-

Рис. 1.7. Схема діафрагмового

ся. При цьому всмоктувальний клапан відкрива-

насосу

ється і рідина під дією тиску зовнішнього сере-

довища надходить у простір під діафрагмою. Вигинаючись вниз, діафрагма ви-

тісняє рідину з клапанної коробки. При цьому всмоктувальний клапан закрива-

ється, нагнітальний відкривається і випускає рідину до нагнітального трубо-

проводу. Далі цикл роботи насосу повторюється.

1.3.2. Розрахунок робочих параметрів відцентрового насосу

Напором насосу, м, називається енергія, яку насос передає 1 кг транспор-

тованої рідини

22

Pнаг Pвсм наг   всм

H h ,(1.9)

сgсg2g

де Pнаг і Pвсм – абсолютні тиски відповідно у нагнітальному та всмоктуваль-

ному патрубках насосу, Па, (рис. 1.8);

h – відстань по вертикалі між точками встановлення вакуумметра і мано-

метра, м;

наг і всм – швидкості руху рідини у нагнітальному та всмоктувальному

патрубках, м/с.

11

Оскільки Pнаг = Pатм + Pман, а Pвсм = Pатм – Pвак, то

22

Pман Pвакнаг  всм

H h 

gg2g

2g

де Pатм – атмосферний тиск, Па;

Pман, Pвак – покази манометра і вакуумметра,

Па;

hман, hвак – покази манометра і вакуумметра,

м ст. рід.

Сума показів манометра і вакуумметра

та геометричного напору між точками вста-

новлення приладів називається манометри-

чним напором

Hман = hман + hвак + h.(1.11)

Якщо діаметри всмоктувального і на-

гнітального патрубків однакові, то повний

напір насосу дорівнює манометричному

Рис. 1.8. Схема для розрахун-

H = Hман.

ку робочих параметрів насосу

Висота всмоктування насосу, м,

P0  Pвх

2

hвсм  hвсм  всм ,

(1.12)

g2g

де P0 – тиск на вільну поверхню всмоктуваної рідини, Па;

Pвх – тиск у вхідному патрубку насосу, Па;

P0  Pвх

 H вак – вакуум, м ст. рід.;

g

Pвтр.всм

hвсм – сумарні втрати енергії у всмоктувальному тракті, м ст.

g

рід.;

Pвтр.всм – сумарні втрати енергії у всмоктувальному тракті, Па;

всм – середня швидкість руху рідини у всмоктувальному трубопроводі,

м/с;

2 всм

– швидкісний напір, м ст. рід.

2g

Корисна потужність насосу, Вт,

Nкор = ρgQH,(1.13)

де ρ – густина рідини, кг/м3;

Q – подача насосу, м3/с;

H – повний напір насосу, м.

 h

ман  hвак  h 

2

наг

2

 всм

, (1.10)

12

Потужність, яку споживає насос, Вт,



Повний коефіцієнт корисної дії (ККД)  для поршневих насосів становить

0,6÷0,9, для відцентрових 0,770,88.

Для відцентрових насосів залежності між Q, H і N при різних частотах обе-

ртання ротора п називаються законами пропорційності і мають вигляд:

Q

1 n1H 1  n1 N1  n1 

 ;  ;  .

n 

Q2 n2H2  2 N 2  n2  

Дійсна подача поршневого насосу простої дії, м3/с,

SLn

Q  об,

60

подвійної дії

2S  s Lni ,

Q  об

60

2

де S – площа поршня, м ;

s – площа перерізу штоку, м2;

L – хід поршня, м;

n – частота обертання, об/хв; n = /2;

ω – кутова швидкість, рад/с;

ηоб – об’ємний ККД насосу (ηоб = 0,85÷0,99);

i – кількість циліндрів.

1.3.3. Робоча характеристика відцентрового насосу

2

3

N

N кор

.

(1.14)

(1.15)

(1.16)

(1.17)

При конструюванні відцентрового насосу його розраховують на конкретну

продуктивність та напір при даній частоті обертання. За цією розрахунковою

продуктивністю визначають діаметри вхідного і вихідного отворів, які при за-

даній частоті обертання забезпечать максимальний ККД.

Проте відцентровий насос може працювати і в інших режимах, тобто роз-

вивати продуктивності та напори, більші чи менші від розрахункових. Тоді

зменшується ККД насосу і змінюється споживана ним потужність.

Для визначення режиму роботи насосу, можливостей зміни його продукти-

вності (об'ємної витрати), напору, ККД і споживаної потужності користуються

характеристиками – кривими, отриманим при стендовому випробуванні насосу.

Щоб зняти характеристику, насос запускають з постійною частотою обер-

тання при закритій засувці на напірному патрубку. Потім засувку поступово

відкривають і при різних ступенях її відкриття вимірюють продуктивність і

створений напір. Випробування проводять на воді при 20°С. Отримані значення

витрат і відповідних їм напорів наносять на графік у довільному масштабі. Ви-

трати відкладають по горизонталі, напори – по вертикалі. Отримані точки з'єд-

нують плавною кривою, яка характеризує залежність напору від витрат (крива

Q–H). За цією кривою, наведеною у каталозі чи у паспорті насосу, роблять ви-

13

сновок про його придатність для конкретних умов експлуатації.

Одночасно з витратою і напором вимірюють споживану насосом потуж-

ність N, а отримані значення наносять на ту ж координатну сітку в довільному

для значень N масштабі (масштаб для Q зберігається).

Далі за кривою Q–H обчислюють корисну потужність Nк (Вт):

N к  QgH(1.18)

(позначення – див. формулу (1.13)).

Поділивши отримані значення Nк на N для одних і тих же значень Q, одер-

жують значення ККД насосу. За ними будують криву Q–.

За результатами вимірювань на координатну сітку також наносять криву

доп

допустимої для даного насосу вакуумметричної висоти всмоктування H вак , яка

при постійній частоті обертання теж залежить від продуктивності насосу (зме-

ншується при збільшенні Q).

Отже, робоча характеристика насосу складається з чотирьох кривих: Q–H,

доп

Q–N, Q– і Q– H вак , за якими і вибирають насос.

Рис. 1.9. Робоча характеристика насосу 2К6 (n = 2900 об./хв.)

Як приклад, на рис. 1.9 зображено робочу характеристику насосу 2К6. Усі

доп

криві, за винятком Q– H вак , побудовано для коліс трьох діаметрів: стандартно-

го – діаметром 162 мм і сточених до 148 та 132 мм. Завод-виробник може ком-

плектувати насоси меншими робочими колесами, якщо зі стандартним колесом

14

не вдається досягти необхідних співвідношень між напором і продуктивністю.

Оскільки максимально допустима висота всмоктування практично не залежить

доп

від діаметра колеса, то крива Q– H вак на мал. 1.9 для коліс усіх трьох діаметрів

однакова.

Кожну з кривих Q–H у двох місцях перекреслено хвилястими лініями. Ці

лінії обмежують ділянки кривих, для яких завод-виробник гарантує стійку ро-

боту насосу. Ділянки поза цими лініями є областями нестійкої роботи, коли

можлива пульсація подачі рідини, обрив струменя тощо. Причиною такої не-

стійкої роботи насосу є кавітація.

Крива Q–N показує, що споживана насосом потужність зростає зі збіль-

шенням продуктивності, причому при Q = 0 значення N приблизно у 3 рази ме-

нше, ніж при максимальному значенні Q. Тому насос необхідно запускати при

закритій засувці на нагнітальній лінії (Q = 0), щоб не вивести з ладу двигун,

який при запуску працює з перевантаженням.

У паспортах на насоси та у каталогах наведено характеристики, які побу-

довано для максимально допустимої частоти обертання, що відповідає одній з

частот обертання стандартних двигунів трифазного струму (найчастіше