3. Высота всасывания центробежного насоса.

Если в точке А (рис.20) создать с помощью даже весьма совершенного насоса нулевое абсолютное давление Р_А = 0, то вода во всасывающем трубопроводе 1 не поднимется выше, чем на предельную высоту .

Средняя величина атмосферного давления зависит от высоты расположения местности Z над уровнем моря:

Р_ат = Р_о· е^А,

где Р₀ = 101325 Па; А = -(_в·g·Z)/Р₀;

ρ_в≈1,2 кг/м³ - плотность воздуха.

При Р_ат = 100000 Па Н_пред ≈ 10 м. Реально в точке А абсолютное давление всегда будет выше нулевого за счет выделения водяных паров, давление которых в состоянии насыщения Р_нас зависит от температуры (табл.1).Кроме того, статическое давление в точке А понизится за счет перехода части удельной энергии в кинетическую V²·/2 и за счет гидравлических потерь h_в.

Давление насыщенных паров воды Таблица 1

Температура	0	10	20	40	60	80	100
Рнас,Па	590	1180	2350	7360	19910	47380	101325

Таким образом, высота подъема воды окажется не выше

. (6)

Несовершенство конструкции насосов также необходимо учитывать, в связи с этим допустимую максимальную высоту всасывания еще понижают на величину δ и уравнение (6) приобретает вид:

.

В ыражение называют «кавитационным запасом», его величина приводится в характеристиках реальных насосов (кривая Н_д на рис. 19).

Пример . Определить допустимую высоту всасывания для насоса, установленного на отметке 1500 м и перекачивающего воду с температурой 60⁰ С. Потери напора во всасывающем трубопроводе – 0,5 м, кавитационный запас - - 2,5 м. Атмосферное давление

А = -(1,2·9,81·1500)/101325 = -0,174;

Р_ат = 101325·е^-0,174 = 85120 Па.

Давление насыщенных водяных паров при 60⁰С Р_нас = 19910 Па, допустимая высота всасывания

Н_доп = (85120-19910)/(1000·9,81) – 0,5-2,5=3,64м.

4. Полный напор насоса.

Полный напор определяется приращением удельной энергии жидкости в насосе:

, (1)

где Z₂, Z₁ – отметки точек 2 и 1 (рис.21);

Р₂, Р₁, V₂, V₁ – соответствующие абсолютные давления и скорости в точках 2 и 1.

Умножив обе части уравнения (1) на g получим выражение для полного приращения удельной энергии, измеряемой в единицах давления,

. (2)

В уравнении (2) первое слагаемое выражает приращение потенциальной энергии положения за счет подъема воды от отметки Z₁ до отметки Z₂; (Р₂ –Р₁) – приращение потенциальной энергии давления; (V₂² – V₁²)/2 – увеличение удельной кинетической энергии.

Значения давлений Р₂ и Р₁ могут быть замерены манометрами; если на входе в насос давление ниже атмосферного, то вместо манометра устанавливают вакуумметр. Так как манометры и вакуумметры измеряют разность между абсолютным давлением и атмосферным, то

,

где П₂ – показания манометра на напорной линии, Па;

Z_М2 – отметка установки манометра.

Аналогично ,

если давление на входе больше атмосферного, или

,

если давление на входе ниже атмосферного, здесь П_в – показания вакуумметра в Па; Z_в – отметка установки вакуумметра.

После подстановки значений Р₂ и Р₁ в выражение (1) и необходимых сокращений получим

, (3)

где показания приборов П₂ и П_в выражены в Па.

Полный напор насоса можно также определить, рассматривая произведенную насосом работу по подъему воды из резервуара с отметкой Z₀ в резервуар с отметкой Z₃ (рис.21).

При подъеме воды насос должен преодолеть гидравлические сопротивления всасывающих h_вс и напорных h_н трубопроводов, включая местные сопротивления на пути потока:

.