Тема 3. Технические характеристики центробежных нагнетателей.

3.1. Напор, развиваемый насосом

3.2 Подача центробежного насоса

3.3 КПД нагнетателей

3.4. Законы пропорциональности для центробежных машин

3.1. Напор, развиваемый насосом

Напор насоса можно определить как разность между величинами удельной энергии жидкости на выходе из насоса и на входе в него:

На рисунке 3.1 приведена схема трубопроводной сети с насосной установкой, предназначенной для перекачивания жидкости из одного резервуара ПР (подающего) в другой НР (напорный) резервуар.

Рисунок 3.1 – Схема трубопроводной сети.

НЦ-насосный агрегат; Ф-сетчатый фильтр; КО-клапан обратный; ВР₁и ВР₂- вентили регулирующие; Р_в- вакуумметр; Рм-манометр; ПР и НР- питающий и напорный резервуары.

Указанная система включает в себя насосный агрегат НЦ, всасывающий трубопровод диаметром d₁ с сетчатым фильтром Ф, обратным клапанам КО и регулирующим вентилем ВР₁, а также нагнетательный трубопровод диаметром d₂с регулирующим вентилем ВР₂. На всасывающем трубопроводе устанавливается вакуумметр (его показания ), а на нагнетательном –манометр (показания ).

Жидкость поступает в насос по всасывающему трубопроводу за счет атмосферного давления р_А на поверхности жидкости в сечении 1-1, которое превышает величину создаваемого давления (вакуума) во входном патрубке насосар_Н.

Запишем уравнение Бернулли для всасывающей линии насосной установки. Будем считать, что плоскость отсчета 0-0 проходит через ось насоса:

(3.1)

Отсюда энергия потока на входе в насос будет равна:

(3.2)

Запишем уравнение Бернули для линии нагнетания т.е. для сечений 0 – 0 и 2-2.

(3.3)

Тогда на выходе из насоса энергия потока будет выражаться как:

(3.4)

Энергия, вносимая насосом в поток перекачиваемой жидкости будет равна:

(3.5)

Таким образам: энергия вносимая насосом в поток жидкости тратится на подъем жидкости на геометрическую высоту ; на создание дополнительного напора для преодоления разностей давлений в емкости всасывания ПР и емкости нагнетания НР ; на придание скорости потоку ; на преодоление гидравлических потерь в линиях всасывания и линии нагнетания .

Если трубопроводная система расположена горизонтально, то . При равенстве давлений в емкости всасывания и емкости нагнетания Н_Д=0, уравнение (3.5) упрощается до вида:

(3.6)

На рисунке 3.1 рассмотрим участок трубопровода расположенный между сечениями, в которых установлены приборы, т.е. между сечениями 0 – 0 и .Тогда уравнение Бернулли, записанное для этих сечений, будет иметь вид:

(3.7)

Будем считать, что рассматриваемый участок имеет не значительную протяженность, потому принимаем . На всем протяжении трубопровода между сечениями 0 – 0 и его диаметр остается неизменным, в следствие чего . Уравнение Бернулли для рассматриваемого случая примет вид:

(3.8)

Если давление в сечении представить через показание манометра как ,а давление в сечении 0 – 0 через показания мановакууметра как , в соответствии с уравнением (3.8) напор, развиваемый насосом будет равен:

(3.9)

Таким образом, напор развиваемый насосной установкой можно определить по показаниям приборов: манометра на линии нагнетания и моновакууметра - на линии всасывания.