9.3.1.1. Определение напора насоса по показанию приборов

Манометр показывает превышение давления над атмосферным:

,

а вакуумметр недостаток давления до атмосферного:

.

Абсолютные значения давления связаны с показанием приборов соотношениями:

; .

С учетом соотношения (9.1) и выражений для р_н и р_вс формула для определения напора работающего насоса по показаниям манометра и вакуумметра имеет вид:

. (9.2)

При заборе воды насосом из водопроводной сети (при подаче воды во внутренний противопожарный водопровод, в автоматические установки пожаротушения, заборе воды пожарными насосами из гидрантов) или при перекачке воды пожарными насосами во всасывающем патрубке перед насосом может быть избыточное давление, а не вакуум. Тогда абсолютное значение давления во всасывающем трубопроводе перед насосом связано с показанием манометра или мановакуумметра соотношением:

.

Подставляя значения и в уравнение (9.1), получаем формулу (9.3) для определения напора насоса по показаниям манометра на всасывающем и напорном патрубке:

. (9.3)

Уравнения (9.2) и (9.3) используют для определения напора при испытании насоса и при проведении пожарно-технического обследования насосных станций.

Если манометр и вакуумметр находятся на одной высоте Н₀ = 0, диаметры всасывающего и напорного патрубков одинаковы V_н = V_вс, то

или . (9.4)

При атмосферном давлении на входе в насос р_вак = 0 (р_вс.ман = 0), формула для определения напора насоса имеет самый простой вид:

(9.5)

и определить напор насоса только по показанию манометра можно в единственном случае, когда давление на входе атмосферное, диаметры всасывающего и напорного патрубков равны и приборы находятся на одном уровне. Следует отметить, что обычно первый и третий члены в правой части уравнения (9.3) малы, и в большинстве случаев с достаточной для практики точностью напор насоса может быть определен по формулам (9.4).

9.3.1.2. Определение напора насоса расчетом по элементам насосной установки

При экспертизе проектов насосных станций систем противопожарного водоснабжения требуется установить правильность определения требуемых подачи и напора насосов и подбора их марок, т.е. определить напор пожарного насоса расчетом по элементам насосной установки. Для вывода требуемой формулы воспользуемся уравнением Бернулли, которое запишем для сечений I-I и II-II, III-III и IV-IV (см. рис. 9.8).

; (9.6)

.

Так как движение жидкости перед насосом и после него, как правило, турбулентное, то α₁ и α ₂  можно положить равными единице. Выберем плоскость сравнения – поверхность воды в водоеме. Тогда значение величин, входящих в уравнения:

z₁ = 0; z₂ = Н_вс; z₃ = Н_вс + Н₀; z₄ = Н_вс + Н₀ + Н_н = Н_г-геометрическая высота подъема жидкости (см. рис. 9.8).

p₁ = p_атм; p₂  = p_вс; p₃ = p_н; p₄  = p_о; V₁ = 0; V₂ = V_вс;₂ = 1; V₃ = V_н; ₃ = 1; V₄ = 0; h_1-2  = h_вс; h_3-4 = h_н - потери напора во всасывающем и напорном трубопроводах (водоводах, сети до мест использования воды). Подставляя значения указанных выше величин в уравнение (9.6), получаем:

; (9.7)

.

В формуле (9.1) вместо и подставим их значения (9.7).

, (9.8)

где - свободный напор, необходимый, например, для работы хозяйственных водоразборных приборов, пожарных кранов, для подачи воды в гидропневмобаки, для работы пожарных стволов и т.д.

Если водонапорный бак открытый, то Н_св = 0 (р₀ = р_атм; р_изб = 0).

Н₀ + Н_вс + Н_н = Н_г - высота подъема жидкости от уровня воды в резервуаре или водоеме.

С учетом приведенных соотношений формула для определения напора насоса (9.8) примет вид:

. (9.9)

Таким образом, напор, создаваемый насосом (9.9), расходуется на подъем жидкости на высоту Н_г, преодоление сопротивлений во всасывающем и напорном трубопроводах (h_вс, h_н) и на создание свободного напора Н_св. Выражение (9.9) используется для определения требуемого напора насоса.