2. Розрахунок потужності і вибір електродвигуна

Відомо, що якщо насос подає в 1 с із нижнього басейну у верхній обсяг рідини масою т, то корисна робота, що ним виконується, дорівнює mgН, Дж [8].

При подачі Q, м³/c, m =  Q, а корисна потужність насоса (робота в 1 с) буде:

(1.3)

де - густина рідини, що перекачується (дизельного палива);

- прискорення вільного падіння;

Q – продуктивність насосу;

Н – висота напору.

Використовуючи рівняння (2.7) [8], формулу для визначення корисної потужності насоса можна представити у вигляді:

(1.4)

де - тиск, що створює насос.

Внаслідок неминучих втрат енергії в самому насосі споживана ним потужність повинна бути більшою корисної потужності. Ці втрати враховуються коефіцієнтом корисної дії , що представляє собою відношення корисної потужності N_к до потужності насоса N:

(1.5)

Відповідно потужність насоса . Підставляючи значення з формули (1.3), одержуємо [8]:

(1.6)

ККД насоса враховує всі втрати, пов'язані з передачею насосом енергії рідини, що перекачується. Ці втрати можна представити у вигляді суми трьох основних видів втрат: гідравлічних, об'ємних і механічних.

Гідравлічні втрати в насосі на всій ділянці руху рідини, що перекачується, від входу в насос до виходу з нього складаються із втрат на тертя рідини об напрямні її поверхні та вихрових втрат. Перші втрати залежать від шорсткості стінок і розмірів проточної частини. Ці втрати пропорційні квадрату середньої швидкості плину рідини. Виникнення вихрових втрат залежить від багатьох факторів. Особливо великі вихрові втрати виникають при різкому повороті потоку й раптовому розширенні перетину. Значні вихрові втрати виникають також при відриві потоку від вхідних крайок лопат колеса на режимах роботи насоса, що відрізняються від розрахункового.

Об'ємні втрати обумовлені внутрішніми перетіканнями рідини через зазори між обертовим робочим колесом і нерухомими деталями корпуса насоса з області високого тиску в область низького тиску. Наприклад, у відцентровому насосі частина рідини зі спірального відводу в обхід робочого колеса може перетекти назад в усмоктувальний патрубок; у цьому випадку вона не надійде в напірний трубопровід, хоча на неї й була вже витрачена енергія. Те ж саме відбувається й при протіканні рідини через кільцеву щілину між внутрішньою поверхнею камери й торцями лопаток робочого колеса в осьових насосів.

Механічні втрати викликаються тертям, пов'язаним з обертанням вала й робочого колеса насоса. До них відносяться втрати в підшипниках і сальниках і так називані дискові втрати, що виникають у результаті тертя обертових частин об рідину.

Знаючи ККД насосного агрегату ( = 50%), можна визначити потужність насоса, отримаємо

де

Потужність насоса з врахуванням його ККД склала 4,32 кВт. Із-за можливої зміни густини дизельного палива, врахуємо запас двигуна насоса за потужністю коефіцієнтом запасу . У [11] рекомендується вибирати коефіцієнт запасу на рівні 1,1÷1,5, тоді, при = 1,25, отримаємо

(1.7)

Вибираємо асинхронний двигун з короткозамкненим ротором найближчої більшої потужності, що становить 5,5 кВт. За завданням, двигун повинен бути вибухозахищеної серії, тому вибираємо сучасний двигун серії ВА типу ВА132S6. Технічні характеристики вибраного двигуна представлені у табл. 1.3.

Таблиця 1.3 - Технічні характеристики двигуна [12]

Параметр	Од. виміру	Значення
Номінальна потужність	кВт	5,5
Частота мережі	Гц	50
Номінальна напруга	В	380
Номінальний струм	А	12
Номінальний момент	Нм	55
Синхронна швидкість	об/хв.	1000
Номінальна швидкість	об/хв.	960
Номінальний коефіцієнт корисної дії	%	85
Номінальний коефіцієнт потужності		0,8
Момент інерції	кгм2	0,048
Кратність пускового струму		6,5
Кратність пускового моменту		2
Кратність максимального моменту		2,4
Число пар полюсів		6
Маса	кг	85
Клас ізоляції		F