Насос
ы
Насосы - гидравлические машины, преобразующие энергию электродвигателя в энергию перекачиваемой жидкости, повышая её давление. Разность давлений в насосе и трубопроводе обеспечивает перемещение жидкостей.
Классификация насосов
По принципу движения и воздействия на жидкости различают насосы:
объемные;
динамические;
специального назначения.
Объемные насосы – насосы, в которых производится воздействие на замкнутый объем жидкости.
Динамические насосы – насосы, в которых производится воздействие на незамкнутый объем жидкости.
Насосы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
специального |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
объемные |
|
||
динамические |
|
|
|||||
|
|
назначения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
по виду сил воздействия |
|
|
по характеру движения |
||||
на жидкость |
|
|
рабочего органа |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с возвратно- |
|
|
|
|
|
|
|
насосы |
|
|
с вращательным |
|
|
|
лопастные |
|
|||||||
|
|
|
|
трения |
|
поступательным |
|
движением |
|
|
|
|
|||||||
цетробежные; |
|
|
|
движением |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
вихревые; |
обычные |
|
шестеренчатые; |
||||||
осевые; |
струйные; |
поршневые; |
|
пластинчатые. |
|||||
плунжерные;диафрагмовые;
Основные параметры насосов
1.Производительность (подача) - объем жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод за единицу времени.
[Q]=1 м³/с (м³/ч) – объемный расход.
2.Напор характеризует удельную энергию, которую сообщает насос единице веса перекачиваемой жидкости.
[H]=1 м = 1 Дж/Н
3.Полезная мощность – мощность, затрачиваемая насосом на сообщение жидкости энергии давления.
Nп= γQH = ρgQH
[Nп]=1 Дж/с = 1 Вт
4.Мощность на валу - Nв > Nп, так как она предполагает наличие КПД насоса.
Nв= Nп /η; Nп = Nв ∙ η
5.КПД насоса
ηн= ηV ∙ ηг ∙ ηмех
где ηV - объемный КПД или коэффициент подачи
Qфакт - производительность с учетом утечки жидкости через зазоры,
сальниковые уплотнения, а также с учетом всасывания воздуха через
неплотности
ηг – гидравлический КПД;
Hфакт - фактический напор, учитывающий потери напора при прохожде- нии через насос;
ηмех – механический КПД, учитывающий потери мощности на механи-
ческое трение в насосе ( в подшипнике, сальнике).
КПД насоса зависит от:
1.конструкции насоса:
центробежные насосы ηцб = 0,6 – 0,8;
наиболее совершенные цетробежные насосы высокой производитель- ности ηцб = 0,93 – 0,95;
поршневые насосы ηп = 0,8 - 0,9;
2.степени износа.
6. Мощность, потребляемая двигателем
Nдв > Nв + величина механических потерь в передаче от электродвигателя к
КПД насосной установки
7. Установочная мощность
Nуст = Nдв ∙β;
где β – коэффициент запаса, его определяют в зависимости от номинальной мощности двигателя Nдв
Установочная мощность Nуст учитывает возможные перегрузки в момент
пуска насоса, возникающих в связи с преодолением сил инерции покоящейся массы жидкости.
Расчет напора насоса и высоты всасывания
Принципиальная схема насосной установки
1 – приемная емкость;
2 – насос;
3 – напорная емкость; В – вакуумметр – прибор для измерения
давления на входе в насос; М – манометр –прибор для измерения
давления на выходе из насоса; Hвс – высота всасывания;
h – точка присоединения, уровень расположения манометра по отношению к насосу;
Hн – высота нагнетания;
Hг – геометрическая высота, гидравлический напор;
Получим уравнение для расчета напора насоса и напора в насосной установке. Запишем уравнение Бернулли для двух уровней 0-0 и 1-1 и плоскости сравнения 0-0
Для уровней 1-1’ и 2-2
По определению, напор насоса
Выразим Eвх из уравнения (1):
(5)
Поскольку диаметры нагнетательной и всасывающей линий равны. Значит, скорости тоже равны по уравнению неразрывности
(6) |
|
- расчет через абсолютное давление |
Запишем уравнение (6) через показания приборов - вакуумметра и манометра
(7) |
|
- расчет через показания приборов. |
|
||
|
|
|
Далее определим напор насоса в насосной установке. Для этого рассмот- рим правые части уравнения (3) и (4). Из (4) вычтем (3):
(8) |
|
- напор насоса в насосной установке |
|
|
|
Уравнение (8) используют при подборе насосов для технологических установок. Если p =p и приёмная и напорная емкости находятся на одном уровне, то напор насоса в насосной установке равен h. ,т.е. мы рассчитали напор насоса как такового и подобрали насос для конкретной установки.
Расчет высоты всасывания
Всасывание жидкости происходит под действием разности давлений
Из уравнения (1) определим Hвc :
Таким образом, чем больше давление в приёмной емкости p , тем
больше Hвc . Чем больше pвc , wвc , hпот (вc) , тем меньше Hвc .
Причем pвc должно быть меньше давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости p :