Работа насосной установки при размещении насоса ниже или выше уровня перекачиваемой жидкостью.

Насос может быть расположен ниже уровня перекачиваемой жидкости или выше его.

Рассмотрим уравнение жидкости перекачиваемой насосом и найдём уравнение напора всасывания насосной установки, расположенной ниже уровня перекачиваемой жидкости (рис. 3 а) Выбрав плоскость сравнения (о-о) и применяя уравнение Д.Бернулли для свободной поверхности моря {6-6) и сечения трубопровода на линии всасывания в насосе (в-в), можем записать: (Z_a +Z_в +Zn ) + P_б / γ + V _б² / 2g = ( Z + Z ) + P_в / γ + V _в² / 2g + h_п (1)

Где потери напора во всасывающем трубопроводе на рассматриваемом участке.

Так как давление на поверхности моря P_б равно атмосферному P_а, то заменив в уравнении Р_б на Р_а, а также сделав сокращения и перегруппировку членов в левой и правой частях, перепишем уравнение (1) в следующем виде:

Z_п + P_б / γ = Ра / γ + V _a² / 2g ( 1 - V _б² / V _a² ) + h_п (2)

Так как скорость жидкости на поверхности моря равна нулю, а во всасывающем трубопроводе несравненно больше V_в >> V_б, тогда выражение в скобках станет равным единице, и уравнение (2) относительно P_в / γ можно записать в таком виде :

P_в / γ = Ра / γ + Z_п – ( V _в² / 2g + h_п ) (3)

Рис.3. Схема размещения судовой насосной установки.

Из уравнения (3) можно сделать вывод, что напор всасывания у насоса распложенного ниже уровня перекачиваемой жидкости , будет увеличен на величину создающую подпор при работе насоса.

Рассмотрим уравнение жидкости, перекачиваемой насосом, и найдём уравнение напора всасывания насосной установки, расположенной выше уровня перекачиваемой жидкости (рис.3)

Уравнение для напора всасывания этой насосной установки запишется исходя из равенства уравнений Д. Бернулли для сечений:

(а-а) - свободной поверхности жидкости;

(в-в) - всасывающего трубопровода насоса; относительно плоскости сравнения (о-о), запишется в таком виде:

Z_a + Ра / γ + V _a² / 2g = (Z + Z )+ P_в / γ + V _в² / 2g + h_п (4)

Решая уравнение (4) относительно Ра / γ, и произведя приведение и перегруппировку членов, получаем:

Ра / γ = Z_в + P_в / γ + V _в² / 2g * (1- V _a² / V _в² )+ h_п (5)

Так как V _в >>V _а, тогда произведём в уравнении (5) вычисления и решив его так как

тогда произведём в уравнении (5) вычисления и решив его относительно Ра / γ, получим:

P_в / γ = Ра / γ – (Z_в + V _в² / 2g + h_{п )} (6)

Из уравнения (6) видно, что для этого типа насосной установки напор всасывания во всасывающем трубопроводе меньше атмосферного, т.е. существует наличие вакуума, обеспечивающего поступление жидкости в насос вследствие атмосферного давления на её свободную поверхность.

Так как атмосферное давление = 10,3м.в.ст., то высота подъёма воды во всасывающем трубопроводе в идеальных условиях не может быть выше 10,33м, а в действительных условиях, в зависимости от технического состояния насосной установки в пределах 6 - 8м.

Из рассмотренных 2-х случаев расположения насоса по отношению к уровню перекачиваемой жидкости, можно сделать следующий вывод: насосная установка, находящаяся ниже уровня перекачиваемой жидкости, находится в более благоприятных условиях, с точки зрения давления всасывания, так как работает с подпором.