Примеры задач по расчету и подбору насосов с решениями

Пример №1*

Плунжерный насос одинарного действия обеспечивает расход перекачиваемой среды 1 м³/ч. Диаметр плунжера составляет 10 см, а длинна хода – 24 см. Частота вращения рабочего вала составляет 40 об/мин.

Требуется найти объемный коэффициент полезного действия насоса.

принципы подбора насосов, расчет насосов

Решение:

Площадь поперечного сечения плунжера:

F = (π·d²)/4 = (3,14·0,1²)/4 = 0,00785 м²

Выразим коэффициент полезного действия из формулы расхода плунжерного насоса:

ηV = Q/(F·s·n) = 1/(0,00785·0,24·40) · 60/3600 = 0,88

Варианты решения задачи

Таблица 1

№ вар.	Q, м3/ч	d, см	s, см	n, об/мин
1	1,5	11,0	23,0	34
2	1,4	10,8	23,2	35
3	1,3	10,6	23,4	36
4	1,2	10,4	23,6	37
5	1,1	10,2	23,8	38
6	1,0	10,0	24,0	39
7	0,9	9,8	24,2	40
8	0,8	9,6	24,4	41
9	0,7	9,4	24,6	42
10	0,6	9,2	24,8	43
11	0,5	9,0	25,0	44

Пример №2*

Двухпоршневой насос двойного действия создает напор 160 м при перекачивании масла с плотностью 920 кг/м³. Диаметр поршня составляет 8 см, диаметр штока – 1 см, а длинна хода поршня равна 16 см. Частота вращения рабочего вала составляет 85 об/мин перевести в об/с. Необходимо рассчитать необходимую мощность электродвигателя (КПД насоса и электродвигателя принять 0,95, а установочный коэффициент 1,1).

Решение:

Площади поперечного сечения поршня и штока:

F = (3,14·0,08²)/4 = 0,005024 м²

f = (3,14·0,01²)/4 = 0,0000785 м²

Производительность насоса находится по формуле:

Q = 2·(2F-f)·s·n = 2·(2·0,005024-0,0000785)·0,16·85/60 = 0,00452 м³/час

Далее находим полезную мощность насоса:

N_П = ρ · g · Q · H = 920·9,81·0,00452·160 = 6527,02 Вт

С учетом КПД и установочного коэффициента получаем итоговую установочную мощность:

N_УСТ = N_П / η н _· η эл.д _· η уст = 6527,02/(0,95·0,95)·1,1·10^-3 = 6,57 кВт

Варианты решения задачи

Таблица 2

№ вар.	Н, м	ρ, кг/м3	d п, см	d ш, см	s, см	n, об/мин
1	165	915	8,5	1,5	16,5	80
2	164	916	8,4	1,4	16,4	81
3	163	917	8,3	1,3	16,3	82
4	162	918	8,2	1,2	16,2	83
5	161	919	8,1	1,1	16,1	84
6	160	920	8,0	1,0	16,0	85
7	159	921	7,9	0,9	15,9	86
8	158	922	7,8	0,8	15,8	87
9	157	923	7,7	0,7	15,7	88
10	156	924	7,6	0,6	15,6	89
11	155	925	7,5	0,5	15,5	90

Пример №3*

Трехпоршневой насос перекачивет жидкость с плотностью 1080 кг/м³ из открытой емкости в сосуд под давлением 1,6 бара с расходом 2,2 м³/час. Геометрическая высота подъема жидкости составляет 3,2 метра. Полезная мощность, расходуемая на перекачивание жидкости, составляет 4 кВт. Необходимо найти величину потери напора.

Решение:

Найдем создаваемый насосом напор из формулы полезной мощности:

H = N_П/(ρ·g·Q) = (4000/(1080·9,81·2,2))·3600 = 617,8 м

Подставим найденное значение напора в формулу напора, выраженую через разность давлений, и найдем искомую величину:

hп = H - (P₂-Р₁)/ρ·g - Hг = 617,8 - ((1,6-1)·10⁵)/(1080·9,81) - 3,2 = 69,6 м