3.3. Определение удельной работы насоса
В соответствии с уравнением Бернулли удельная работа
где рн, рвс – абсолютные давление на нагнетании и всасывании насоса, Па;
ρж - плотность жидкости, кг/м3;
g(zн–zвс) – пьезометрическая составляющая удельной работы, Дж/кг;
(zн–zвс) – расстояние по вертикали между центрами тяжести сечений нагнетательного и всасывающего патрубков насоса, м;
cн,cвс– абсолютные скорости жидкости в нагнетательном и всасывающем патрубках, м/с.Скорость воды в патрубках определяется по уравнению расхода
,
где d – внутренний диаметр патрубка.
Для данной установки диаметр всасывающего патрубка, dвс = 0,08м, нагнетательного, dн = 0,07м.
Абсолютные давления вычисляются как сумма барометрического давления В и давления, измеренного манометром рман или вакуумметром рвак. При этом давление манометра принимается положительным, а вакуумметра – отрицательным. С учётом этого числитель в выражении для удельной работы можно представить следующим образом:
.
При работе с данным центробежным насосом следует иметь в виду, что у него центры всасывающего и нагнетательного патрубков находятся на разной высоте. В этом случае величину zн–zвс можно измерить линейкой как расстояние по вертикали между центрами сечений нагнетательного и всасывающего патрубков (см. рис.6).
Рис. 6. Схема определения разности zн–zвс
Таким образом, с учётом всего сказанного, удельную работу насоса можно вычислить по формуле:
Давления, измеренные приборами различных систем, должны фиксироваться в таблице измерений в своих единицах и переводиться в системные только в таблице обработки результатов. При этом следует использовать следующие переводные соотношения:
1 кг/см2 = 98000Па;
1мм.рт.ст = 133,3 Па;
1 мм.в.ст = 1кг/м2 = 9,8 Па.
Аналогично следует поступать и со всеми прочими параметрами.
Пример вычисления удельной работы. Пусть Q = 20м3/час; рман = 1,2 кг/см2; рвак = 50мм.рт.ст.; zн–zвс = 15см; dвс = 80мм; dн = 70мм. Переводим параметры в системные единицы: Q = 5,55×10-3м3/с; рман = 120000Па; рвак = 6665Па; zн–zвс = 0,15м, dвс = 0,08м; dн = 0,07м.
Скорости в патрубках равны:
.
Удельная работа равна
.
Как видно значения второго и особенно третьего члена формулы сравнительно невелики. Поэтому третьим членом выражения для подобного насоса в технических расчётах вполне можно пренебречь.
3.4. Полезная мощность насоса при известном напоре и расходе жидкости вычисляется по формуле
где Q - м3/с; ρвод=1000 кг/м3; L - Дж/кг.
3.5. Определение кпд насоса.
Все потери энергии в насосах характеризуются коэффициентом полезного действия (КПД) насоса η. Поскольку указанный КПД принято раскладывать на составляющие коэффициенты, его иногда называют полным КПД
.
4. Оценка погрешности определения основных параметров.
Для правильного построения графиков необходимо приблизительно оценить погрешности измерений.
4.1. Погрешность определения расхода определяется из таких соображений:
,
где ΔVбравно погрешности определения выделенного для замера объёма мерного бакаVб,
Δτ – погрешность определения времени заполнения выделенного объёма бака.
Ориентировочно ΔVб можно принять равным 0,2 деления на мерном стекле.
Погрешность определения времени Δτ можно принять равным одному минимальному делению секундомера. Обычно Δτ = 0,2с.
Пример определения δQ. Пусть Vб = 8 делений, τ = 40с. Тогда
.
Абсолютная погрешность определения расхода
Δ Q = δQ × Q,
где Q – расход жидкости, соответствующий рассматриваемому замеру.