РАБОТА № 9

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТИ НАСОСА И КОЭФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Краткая теория

Работа насоса характеризуется его подачей, напором, потребляемой мощностью и коэффициентом полезного действия (КПД). Подачей насоса Q называется расход жидкости через напорный (выходной) патрубок. Напор H представляет собой разность энергий единицы веса жидкости в сечении потока за насосом и перед ним. Напор насоса равен разности полного напора жидкости за насосом

(9.59)

и перед ним

(9.60)

то есть

(9.61)

и выражается в единицах длины. Другими словами, величина Н представляет собой удельную по весу полную энергию, приобретаемую прошедшей жидкостью через насос.

Потребляемой (затраченной) мощностью насоса N называется энергия, подводимая к насосу от двигателя за единицу времени. Энергию, приобретаемую за единицу вре мени жидкостью, прошедшей через насос, или полезную мощность насоса NП можно определить так: каждая единица веса жидкости, прошедшая через насос, приобретает энергию в количестве H. За единицу времени через насос проходит жидкость весовым расходом Q·ρ·g, следовательно,

Потребляемая насосом мощность N больше полезной мощности Nп на величину потерь в насосе. Эти потери оцениваются коэффициентом полезной мощности КПД насоса

38

Цель работы

1.По известным значениям давлений на входе и выходе из насоса при соответствующем расходе определить удельную энергию, приобретаемую жидкостью, проходящей через насос.

2.Сравнить отдаваемую и затраченную насосом энергии. Определить КПД установки.

Описание опытного участка

Для определения полезной мощности насоса кран 4 устанавливается в положение “б” (рис. 7.2), а кран 14 полностью открывают. Вода из приемной емкости 2 поступает в насос 3 и направляется краном 4 в трубопровод 7. К всасывающей линии подключен вакуумметр, измеряющий давлениерв, перед насосом, а на выходе из насоса в нагнетательной линии подсоединен манометр, измеряющий давление рм. Расход можно измерять как с помощью мерной емкости 10 и электронного секундомера, так и с помощью индукционного расходомера 9.

Порядок проведения работы

1.Включаем электромотор насоса нажатием кнопки «Насос» на стенде. Даем поработать насосу некоторое время на максимальной подаче.

2.Измеряем расход жидкости, направляя поток из трубопровода 7 в мерную емкость 10, и после автоматического срабатывания электронного секундомера записываем время заполнения мерной емкости.

3.Записываем показания вакуумметра, манометра и мощность, потребляе-

мую электродвигателем, по ваттметру. Результаты заносим в таблицу 9.1.

Методика расчета

Полная удельная по весу энергия жидкости в сечении трубопровода перед насосом, где установлен вакуумметр, равна

(9.64)

а в сечении, где установлен манометр

(9.65)

где p1, p2, υ1, υ2 − абсолютные давления и средние скорости соответственно во всасывающем и нагнетательном патрубках насоса; z1, z2 – нивелирные отметки сечений, в которых определяются давления и скорости.

Давление p1 определяем по показаниям вакуумметра pв из формулы

где pатм – атмосферное давление. Поправка на положение вакуумметра в (9.66) не вводится, так как соединительная трубка заполнена воздухом, плотность которого мала и величина гидростатического давления воздуха ρgh незначи-

39

тельна.

Давление р2 определяем по показаниям манометра рм. Трубка, соединяющая манометр с трубопроводом, заполнена водой, поэтому манометр показывает давление, отличное от давления в точке подключения. Введя поправку на положение манометра, получим формул для определения р2

(9.67)

где h – расстояние по вертикали между точкой подключения и расположения манометра на стенде (рис. 7.1).

Так как диаметры нагнетательного и всасывающего патрубков равны, а патрубки расположены на одном уровне, то υ1= υ2 и z1 = z2 (h = 0). С учётом этого, напор насоса равен

(9.68)

Тогда полезная мощность насоса находится по формуле

(9.69)

где объемный расход Q определяется по соотношению Q = V/t.

КПД насосной установки определяем при помощи формулы

40