прошлые курсачи по насосам / по курсачу / Насосы 2 / Шпоры насосы-- 1,2,3,7-8,9

2. Подача (расход, производительность) — объем воды, вы­ходящий из насоса в напорный трубопровод в единицу вре­мени, Q л/с, м³/с, м³/ч. Напор — то количество удельной (т. е. отнесенной к мас­се в 1 кг) энергии, которую получает жидкость, пройдя че­рез насос. Напор насоса обычно обозначается латинской буквой Н выражается в метрах водяного столба (Н, м).

Рис. 1.1. Схемы насосной установки:

1- всасывающий трубопровод; 2 — насос, с движителем; 3 — напорный трубопровод; 4 м 7 — задвижки; 5 — мановакууметр (вакуумметр); 6 — манометр

Полу­чив эту энергию, жидкость тратит ее на преодоление высоты подъема и сопротивление трубопровода h_т,которое рассчитывается по формулам гидравлики т.е. Н=Нг+ h_т (1.1)

На действующей насосной установке напор насоса мож­но определить по показаниям приборов, измеряющих дав­ление на всасывающем и нагнетательном трубопроводах по следующей формуле: , напор называется манометрическим: ,где, Рман и Рвак — показания манометра и вакуумметра,V²2, и V²1— скорости воды в всасывающем и нагнетательном трубо­проводах (J.2); Z — расстояние между точками замера вакуума и избыточного ма­нометрического давления, м. Мощность насоса может быть потребляемая насосом (Nп и полезная (Nпол ). Полезная мощность — это энергия, приобретенная за единицу времени жидкостью, прошедшей через насос. Потребляемая мощность — эго энергия подводимая к насосу от двигателя в единицу времени.

Если насос перекачивает воду, то Nпол = 9,81 QH кВт, N пол= pg QH (1.4),где Q подача, м/с³; Н-напор, м; pg- удельный вес жидкости.

(КПД) насоса показывает долю энергии, которую получила жидкость, по отноше­нию к полученной насосом, т. е. КПД насоса есть отношение полученной мощности к мощности потребляемой насосом. η=

В современных насосах КПД колеблется в больших пре­делах и может достигать 95%.

3)При эксплуатации насосных установок немаловажным является знание таких параметров, как геометрический напор Н_г, геометрическая высота всасывания h_в и геомет­рическая высота нагнетания h_н(рис. 1.1).Из рисунка видно, что геометрический напор есть рассто­яние по вертикали между уровнями воды в верхнем (ВБ) и нижнем (НБ) бьефах, т. е. разность их геодезических отме­ток. Поэтому в некоторой литературе этот напор называют геодезическим.Геометрическая высота всасывания h_в есть расстояние от оси насоса до уровня воды в нижнем бьефе, а расстояние от оси до уровня воды в верхнем бьефе есть геометрическая высота нагнетания h_H Значение высоты всасывания может быть положительным (рис. 1.1 а), когда ось насоса выше уровня воды в нижнем бьефе, отрицательная (рис. 1.16), когда ось ниже уровня НБ, т. е. насос находится под "заливом".Имеется еще одни параметр, который необходимо знать при эксплуатации насосов. Это вакуумметрическая высота всасывания (Нвак), которую показывает вакуумметр, ус­тановленный на всасывающей трубе.Нвак=hв+hтв+

здесь h_тв — потери напора во всасывающей трубе; Vв — скорость воды в ней.

7-8)При проектировании, испытании и эксплуатации насосов широко используют теорию их подобия. Например, используя геометрически подобные модели насосов, харак­теристики которой хорошо изучены, можно получить анало­гичные характеристики для проектируемого насоса или, по­лучив опытным путем характеристики насоса на одних ре­жимах его работы, можно, не делая испытаний, получить их для других режимов.

Геометрическое подобие означает постоянство отноше­ний их геометрических размеров, т. е. отношение диамет­ров их рабочих колес должно быть равно отношению диа­метров всасывающих и нагнетательных патрубков, отно­шениям размеров проточных каналов и т. д.

Для геометрически подобных рабочих колес натурного ("Н") и модельного ("М") насосов должно соблюдаться условие,где δ— линейный масштаб подобия;в — ширина капала рабочего колеса;D — диаметр внешней окружности рабочего колеса;r — радиус колеса.

Кинематическое подобие означает постоянство отноше­ний сходственных векторов скоростей и равенство углов между ними в потоке жидкости, двигающимся в межлопа­стных каналах рабочего колеса, т. е.

где п — частота вращения рабочих колес рассматриваемых насосов; V— скорость абсолютного движения;ω— скорость относительного движения; U — скорость переносного движения (окружная скорость).

Динамическое подобие требует равенства чисел Рейпольдса, Фруда и др.; для потоков жидкости в обоих насосах. Так как центробежные насосы обычно работают в режимах автомодельности или близких к ним, то для подобия режи­мов работы насосов считается достаточно геометрического и кинематического подобия.

На основании формул можно записать, что,т. е. подача подобных насосов, работающих в подобных ре­жимах, пропорциональна линейному масштабу подобия в тре­тьей степени, а также частоте вращения в первой степени.

9)Обобщенным критерием оценки различных рабочих ко­лес лопастных насосов принято считать так называемый коэффициент быстроходности п , или его иначе называ­ют удельной частотой вращения рабочего колеса насоса. Коэффициентом быстроходности называют частоту вра­щения рабочего колеса насоса, подобного другому, которое при подаче Q = 75 л/с обеспечивает напор H = 1 м. Формулу для расчета коэффициента быстроходности получают из формул подобия (2.6) и (2.8) путем подстановки в них зна­чений величин в соответствии с приведенным выше опре­делением и совместным их решением, в результате чего:ns=3.657

где (Qоп и Н_оп — соответственно подача в м³/с и напор в метрах в опти­мальной точке напорной характеристики насоса; п — частота вращения в с^-1.

Для насосов с двухсторонним входом жидкости в рабо­чее колесо и формулу вместо Q_on подставляют Q /2.

Коэффициент быстроходности характеризует тип рабочего колеса и соотношение его основных размеров. Так у тихоходных насосов (50 < п < 80) отношение диаметра рабочего колеса (D₂,) к диаметру его входа (D_o) велико (приблизитель­но равно 0,03), а отношение ширины колеса b₂ к его диаметру — мало (приблизительно равно 0,03). Поэтому такой насос об­ладает меньшей подачей, но большим напором и сравни­тельно малым КПД. У нормальных по быстроходности насо­сов (80 < n_s < 150) подача больше, но меньше напор и выше КПД. Быстроходные насосы (150 < n_s < 350) из-за значи­тельного уменьшения отношения D₂/D_o до 1,4—1,8 и увеличе­ния b₂/D₂ при конструировании требуют изменения формы лопастей рабочего колеса. Два насоса можно считать по­добными, если они соответствуют трем критериям подобия: геометрическому, кинематическому и динамическому.Осевые насосы имеют n_s в пределах 500—1500, а отноше­ние D₂/D₀ равным 1. Поэтому они способны перекачивать большие массы жидкости при низких напорах, а это делает их широко применимыми в осушительных насосных станци­ях на польдерных системах с машинным водоотводом.

1)Насосами называют машины, предназначенные для со­здания потока жидкости.Отличие насоса от других водоподъемников в том, он, как правило, обладает способностью всасывания и нагне­тания жидкости. С помощью насоса можно поднимать жид­кость на определенную высоту или создавать в трубопро­водной системе (например, в системе смазки автомобиля) избыточное давление.В зависимости от механизма передачи энергии жидко­сти насосы -Динамическим называют насос, в котором жидкость пе­ремещается под силовым воздействием на нее в камере, по­стоянно сообщающейся со входом и выходом насоса.К этой группе относятся лопастные (центробежные, осе­вые и диагональные) и насосы трения (вихревые, центро-бежно-вихревые, дисковые, шиековые, гидроструйные, лаби­ринтные и др.), а также ленточные иодоподъемники.Объемным называют насос, и котором рабочая жидкость перемещается вследствие периодическою изменения объе­ма занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.К этой группе относятся : поршневые, плунжерные, крыльчатые, шестеренные, диафрагмовые,

Насос сам по себе не в состоянии перекачивать воду, тпк как ее нужно подвести и отвести от него, а рабочий орган должен получить энергию от какого-то движителя (например от электромотора), то необходимо иметь всасы­вающий и нагнетательный трубопроводы, а также запор­ную (задвижки или краны) и измерительную (вакуумметр и манометр) арматуру. Таким образом, насосная установ­ка представляет собой насосный агрегат с комплектующим оборудованием, смонтированным по определенной схеме, обеспечивающей работу насоса, схема которой представ­лена на рис. 1.1. Работа насосов характеризируется пода­чей, напором, мощностью, КПД и частотой всасывания.

Рис. 1.1. Схемы насосной установки:

1—- всасывающий трубопровод; 2 — насос, с движителем; 3 — напорный трубопровод; 4 м 7 — задвижки; 5 — мановакууметр (вакуумметр); 6 — манометр