Насосы грузовых систем газовозов основные понятия и определения

Основным отличительным признаком насосов является преобладающий вид энергии, сообщаемой насосом жид­кости. В соответствии с этим признаком все насосы делятся на две группы:

• насосы динамического напора;

• насосы статического напора.

В насосах динамического напора жидкости передается преимущественно кинетическая энергия. Передача энер­гии происходит в проточной части насосов, через которую непрерывно движется поток жидкости и которая сообщена постоянно со стороной всасывания и нагнетания насоса.

Учитывая преобладающий вид энергии, сообщаемой жидкости, насосы динамического напора называют динами­ческими. К этой группе относятся насосы:

• центробежные;

• вихревые;

• осевые;

• струйные.

В насосах статического напора жидкости сообщается преимущественно потенциальная энергия. Передача энер­гии происходит в рабочих камерах насосов, образующих так называемый рабочий объём насоса и которые сообщают­ся со стороной всасывания и нагнетания попеременно. Учитывая эту конструктивную особенность (наличие рабочих камер), насосы статического напора называют объёмными. К этой группе относятся насосы:

• поршневые;

• роторные (шестерённые, винтовые, пластинчатые);

• роторно-поршневые (радиально-поршневые, аксиально-поршневые).

Математические основы расчета рабочих параметров насосов

Основными параметрами, характеризующими режим и эффективность действия насосов, являются:

• подача;

• напор;

• давление;

• высота всасывания;

• мощность;

• КПД.

Подача насоса. Различают два вида подачи:

• теоретическую;

• действительную.

Подача — количество жидкости, поданное насосом в единицу времени.

Теоретической называют подачу насоса без учета потерь. QТ (м³/с, л/мин, м³/ч)

Действительной называют подачу жидкости насосом с учетом потерь, которые возникают в нем из-за протечек жидкости или подсасывания воздуха:

Q ⁼ QT • η0

где η 0 = Q/QT — объемный КПД насоса.

Подача насоса может выражаться в единицах массы:

G = ρ • Q кг/с,

где ρ — плотность жидкости, кг/м³.

Давление насоса

р = ρgz + pH + pB ρ (vH² + vB²)

2

где z(м) — высота центра тяжести сечения потока жидкости на выходе из насоса над центром тяжести сечения потока жидкости на входе в насос; pH , pB — давление всасывания и нагнетания насоса, Па; vH ,vB — линейная скорость жидкости на выходе и на входе насоса, м/с.

Давлением насоса (р) называется приращение энергии, сообщенное насосом единице массы жидкости, выраженное в единицах давления.

Энергия (ρ • g • z), затрачиваемая на подъём жидкости в насосе, и энергия (ρ • (vH² - vB²)/2), затрачиваемая на повышение скорости жидкости, невелики по сравнению с величиной энергии (pH - pB), которая затрачивается на повышение давления. Поэтому на практике пренебрегают небольшими величинами вышеуказанных энергий и исполь­зуют для расчетов величину

p = pH - pB Па.

Напор насоса.

Различают два напора: теоретический и действительный.

Напором насоса называют приращение энергии, сообщенное насосом единице массы жидкости, выраженное в метрах столба жидкости, перекачиваемой насосом.

Теоретическим напором называют напор насоса без учета потерь энергии на преодоление гидравлического сопро­тивления в насосе (HT), выраженном в метрах.

Действительным называется напор насоса, в котором учитываются потери на преодоление гидравлического сопро­тивления в насосе:

H = HT • ηГ,

где ηГ = Н/ HT — гидравлический КПД насоса.

Для грузовых насосов газовозов принимается pB = 0, поэтому на практике величину напора насоса рассчитывают по формуле:

Н = р , м

ρ •g

Высота всасывания насоса

HB = рB - рB - v² , м

ρ •g ρ •g 2g

где рB — давление над поверхностью жидкости в грузовом танке, Па (1 Па = 0,102 мм вод. ст.).

Геометрической высотой г всасывания насоса называют величину ЦТ сечения потока жидкости при входе в насос над уровнем жидкости в расходной цистерне — грузовом танке, м.

Вакуумметрическоч высотой всасывания насоса называют величину разрежения при входе жидкости в насос.

Отрицательное значение величины HB называется подпором насоса.

Мощность насоса — это работа, выполненная насосом, отнесенная к единице времени. Различают следующие мощности:

• теоретическую;

• полезную;

• подведенную к насосу.

Теоретическая мощность NT — это расчетная мощность насоса без учета потерь энергии.

Значение находят как

NT = ρ •g • QT • HT , Вт.

Полезная мощность насоса NT — это мощность, полезно сообщенная насосом потоку жидкости, или мощность, рассчитанная с учетом объемных и гидравлических потерь насоса.

Значение можно найти как

NП = ρ •g • Q • H , Вт.

Мощность, подведенная к насосу, — это мощность насоса с учетом объемных, гидравлических и механических потерь:

NН = ρ •g • Q • H

ηН

где (ηН = ηО • ηГ • ηМ) — КПД насоса ;

ηM = NП ‘

NП – NM ^— механический КПД насоса, который учитывает потери на трение в подшипниках, уплотнеиях вала насоса;

NM — мощность, затрачиваемая на преодоление механических потерь.