40 Баланс энергии в насосе

На рис. 2.5 изображен баланс анергии в лопастном насосе. К на сосу подводится мощность N. Часть этой мощности теряется (пре вращается в тепло). Потери мощ­ности в насосе делят на механиче­ские, объемные и гидравлические.

Механические потери. Механи­ческими являются потери на тре­ние в подшипниках, в уплотне­ниях вала и на трение наружной поверхности рабочих колес о жид­кость (дисковое трение).

Мощность, остающаяся за вы­четом механических потерь, пере­дается рабочим колесом жидкости. Ее принято называть гидравли­ческой. Энергия, переданная рабочим колесом единице веса прохо­дящей через него жидкости, называется теоретическим напором Н_Т. Он больше напора Н насоса на величину гидравлических потерь h_П при течении жидкости в рабочих органах насоса: Н_Т = Н + h_П

Через рабочее колесо протекает в секунду жидкость объемом Q_K или весом Q_K p g- Следовательно, гидравлическая мощность насоса, т. е. мощность, сообщаемая жидкости в колесе, N_Г =Q_K ρ g H_Г.

Величина механических потерь оценивается механическим КПД, который равен отношению оставшейся после преодоления механи­ческих сопротивлений гидравлической мощности N_Г к мощности N, потребляемой насосом η_мех = N_Г/ N

Объемные потери. Энергия жидкости, возвращающейся в подвод, теряется" Эти потери называются объемными. Утечки обусловлены тем, явление на выходе из рабочего колеса больше, чем в родводе.

Уточки тем значительнее, чем больше зазор в уплотнении-1 между рабочим колесом и корпусом насоса. Кроме рассмотренных утечек жидкости имеют место утечки через уплотнения вала. Они обычно малы и при рассмотрении баланса мощности ими можно пренебречь.

Объемные потери оценивают объемным КПД, равным отношению мощности N', оставшейся за вычетом мощности, затрачиваемой на объемные потери, к гидравлической мощности N_r

ηо = N'/ N_Г= (N_Г - N₀)/N_Г = Q / Q_K = Q / ( Q+q_к)

где N₀ — мощность, затрачиваемая на объемные потери.

расход через колесо - Q_K

Гидравлические потери. Третьим видом потерь энергии в насосе являются потери на преодоление гидравлического сопротивления подвода, рабочего колеса и отвода, или гидравлические. потери. Они оцениваются гидравлическим КПД, который равен отношению полезной мощ­ности насоса Nп мощности N' (см. рис. 2.5). Согласно уравнениям

η _г = N_П/ N' = (H / H₀) = H / (H +h_к)

КПД насоса равен произведению гидравлического, объемного и механического КПД.

η= η_П η_мех

41. Основные технические показатели насосов.

1) Подачей насоса называется расход жидкости через напорный (выходной) патру­бок. Так же как и расход, подача может быть объемной (Q) и мас­совой (Q_m). Напор Н представляет собой разность энергий единицы веса жидкости в сечении,потока после насоса. И перед ним.

(объемная) (весовая) (массовая)

2) Идеальная (теоретическая) подача –в насосе есть зазоры чем больше давление на выходе тем жидкость быстрее перетекает обратно на всасывание

Q_и=[м³/с] Q_и=η_о V_o n ; η_о-объемный КПД ;

3) Рабочий объем насоса (V см3) – это количество жидкости которое насос теоретически может подать за 1 оборот вала (двойной ход вытеснителя), с течением времени он не меняется.

z-число камер

к - кратность насоса - количество подач

одной камерой за 1 один оборот вала.

-объем одной

камеры.

4) Напор насоса

5) Давление насоса

6) Мощностью насоса (мощностью, потребляемой насосом) назы­вается энергия, подводимая к нему от двигателя за единицу вре­мени.Следовательно, энергия, приобретен­ная за единицу времени жидкостью, прошедшей через насос, или полезная мощность насоса

Мощность насоса N больше полезной мощности N_П на величину потерь в насосе. Эти потери оцениваются КПД насоса η который равен отношению полезной мощности насоса к потребляемой:

Отсюда мощность, потребляемая насосом

По этой мощности подбирается двигатель. Мощности выражаются в единицах СИ в ваттах, в технической системе единиц — в кгс*м/с.

7) Полезная мощность насоса

8) КПД насоса

42. Лопастные насосы. . Основное уравнение лопастных машин.

Схема центробежного насоса консольного типа.

1 – подвод

2 – рабочее колесо

3- отвод

4 – диффузор

Характеристики центробежного насоса.

Р абота насоса на сеть

-геодезическая высота на которую нужно подать жидкость.

Центробежные насосы не обладают свойством всасывания.

Осповное уравнение лопастных насосов

Основное уравнение лопастных насосов можно вывести на осно­вании уравнения моментов количества движения примененного для жидкости, находящейся в рабочем колесе насоса, которое представляет собой систему каналов.

H_T=H/η_Г=(ω/g)(v_u2R₂- v_u1R₁)

Полученное основное уравнение лопастных насосов было впер­вые выведено Эйлером. Оно связывает напор насоса со скоростями движения жидкости, которые зависят от подачи и частоты враще­ния насоса, а также от геометрии рабочего колеса к подвода. Поток па входе в колесо создается предшествующим колесу устройством — подводом. Следовательно момент v_u1R₁ скорости на входе в колесо определяется конструкцией подвода и практически не зависит от конструкции колеса. Поток на выходе из колеса создается самим коле­сом, поэтому момент скорости v_u2R₂ определяется конструкцией колеса, особенно геометрией его выходных элементов (наружным диаметром, шириной лопаток, углом установки их на выходе). Основное уравнение дает возможность по заданным напору, частоте вращения и подаче насоса рассчитать выходные элементы рабочего колеса.