3.8. Практические формулы для расчет мощности электродвигателей насосов, вентиляторов и компрессоров

Расчет мощности электродвигателей насосов

Мощность (кВт) ЭД, необходимая для вращения вала насоса

Р = k_з γ Q H / ( 1000η_пη_н ) ( 11.23 ),

где k_з – коэффициент запаса ( 1,1...1,4 ); γ – плотность жидкости ( для холодной во

ды γ = 9810 Н / м³ ); Q – подача насоса, м³ / с ( кубический метр в секунду ); H – напор насоса, м; η_п - коэффициент полезного действия передачи ( если электродвигатель и насос соединены без передачи, то η_п = 1 ); η_н - коэффициент полезного действия насоса( для цент

робежных насосов с давленим большим, чем 39000 Па, η_н = 0,6...0,75; с давлением мень-

шим, чем 39000 Па, η_н = 0,3...0,6 ).

Лучше всего определять КПД насоса по данным каталога.

На практике частота вращения электродвигателя не всегда одинакова с частотой вращения насоса.

Поэтому после расчета и выбора электродвигателя, частота вращения которого не совпадает с частотой вращнения насоса, надо обязательно пересчитать основные парамет

ры насоса при его неноминальной скорости.

Это позволит избежать крупных неприятностей, т.к. при несовпадении скоростей насоса и электродвигателя изменяются параметры как насоса, так и электродвигателя.

Например, у насоса мощность, напор и подача могут оказаться больше или меньше номинальных. Аналогично, мощность электродвигателя может быть больше или меньше номинальной. В первом случае электродвигатель может сгореть, во втором – рабо тать с недогрузкой.

У центробежных насосов и вентиляторов мощность электродвигателя Р , напор Н и подача Q связаны такими соотношениями:

Р₁/ Р₂ = ( n₁³ / n₂ ³ ) ( 11.24 ) ;

Н₁ / Н₂ = ( n₁² / n₂ ² ) ( 11.25 );

Q₁ / Q ₂ = n₁ / n₂ ( 11.26 ).

Пример 1.

Рассчитать:

1. мощность электродвигателя насоса по таким исходным данным

Q = 50 м³ / ч; Н = 30 м; η_н = 0,5; n₁ = 1465 об / хв.

2. мощность Р, напор Н и подачу насосу Q, если частота вращения двигателя упа-

дет до минимального значения n₂ = 965 об / хв..

Электродвигатель и насос соединены без передачи.

Решение

1. мощность электродвигателя при n₁ = 1465 об / мин

Р₁ = k_з γ Q H / ( 1000η_пη_н ) = 1,1*9810*50*30 / ( 1000*1*0,5*3600 ) = 8,99 кВт,

где 3600 – коэффициент перевода подачи насоса из м³ / ч ( час ) в м³ / с ( секунду ).

2. при частоте вращения электродвигателя насоса n₂ = 965 об / мин новые значе-

ния параметров насоса такие:

из соотношения ( 1 )

Р₂ = Р₁ ( n₂ ³ / n₁³ ) = 8,99 ( 965³ / 1465³ ) = 2,63 кВт

из соотношения ( 2 )

Н₂ = Н₁ ( n₂ ² / n₁² ) = 30 ( 965² / 1465² ) = 13,1 м

из соотношения ( 3 )

Q ₂ = Q₁ ( n₂ / n₁ ) = 50 ( 965 / 1465 ) = 33 м³ / ч.

Расчет мощности электродвигателей вентиляторов

Мощность (кВт) ЭД, необходимая для вращения вала вентилятора

Р = k_з Q H / ( 1000η_пη_в ) ( 11.27 ),

где k_з – коэффициент запаса ( 1,1...1,6 ); Q – подача вентилятора, м³ / с ( кубиче-

сктй метр в секунду ); H – давление воздуха, Па; η_п - коэффициент полезного действия передачи ( если электродвигатель и насос соединены без передачи, то η_п = 1, при клино-ременной передаче η_п = 0,92...0,94; при плоско-ременной η_п = 0,87...

...0,9;); η_в - коэффициент полезного действия вентилятора ( для центробежных вен-

тиляторвв η_в = 0,4...0,7, для осевых η_в = 0,5...0,85 ).

Лучше всего определять КПД вентилятора по данным каталога.

Пример 2.

Рассчитать мощность электродвигателя центробежного вентилятора по таким исходным данным: Q = 20 м³ / ч; Н = 0,2 МПа, передача клино-ременная. Недостаю

чи параметры выбрать самостоятельно.