14.4. Характеристика насоса.

Характеристику насоса при данной частоте вращения составляют следующие показатели:

• подача (объемом жидкости, перемещаемым насосом в единицу времени) Q(м³/с),

• напор Н(дж/Н = м)

• потребляемая насосом мощность двигателя Nд, (Вт),

• полезная мощность насоса равна энергии, сообщаемой в единицу времени потоку жидкости, определяемая, как произведение N_пн = Q_н*ρgH_н,

• КПД насоса равный отношению полезной мощности насоса Nпнк мощности, потребляемой насосом, т.е. мощности двигателяNдв:

(14.7)

Примерный вид характеристики насоса приведен на рис.14.6. Обычно характеристика задается в виде графика или в виде таблицы.

14.5.Вакуум во всасывающей линии.

Напор насоса при известной его подаче может быть измерен с помощью манометров Vи М, установленных в его входном и выходном сечениях (рис.14.5).

При расположении насоса над приемным уровнем, открытым в атмосферу, во входном сечении насоса возникает вакуум (избыточное давление Рвс < 0). Выделив подчеркиванием в уравнении 14.9 величины составляющие разряжение, получим значение вакуума во всасывающем патрубке насоса V:

Величина вакуума Vна входе в насос определяется высотой столба жидкости для установившегося движения во всасывающей линии, если давление над жидкостью в приемном резервуаре — атмосферное.

Каждому режиму работы насоса в данной установке соответствует "допускаемая вакуумметрическая высота всасывания - Нвак.доп"(допускаемая величина вакуума): Н_{вак.доп} ≤ Рат, т.е.Н_{вак.доп}<0.

Величина Нвак.допзависит при данном режиме работы насоса от упругости паров жидкости и атмосферного давления.

Вакуум во всасывающем патрубке должен быть меньше "допускаемой вакуумметрическая высота всасывания" : V ≤ Н_{вак.доп}, то есть меньше, чем разрешенное разряжение, которое обеспечивает отсутствие кавитационных явлений в насосе. На рис.14.5 это можно понимать в том смысле, что суммаV ≤ Н_{вак.доп.}

Так как и при эксплуатации насоса должно выполняться это условие V ≤ Нвак.доп, с помощью формулы (14.10) определяется допускаемая геометрическая высота всасывания насоса Zвс.доп. ЕслиZвс.доп< 0насос необходимо располагать ниже уровня в приемном резервуаре).

14.6. Работа насоса на сеть. Определение рабочей точки.

При работе насоса на сеть требуется определить рабочую точку или точку совместной работы насоса и установки, т.е. трубопровода.

Задана характеристика установки и требуемая подачаQ_потр, по характеристике установки подобрать насос для требуемой подачиQ_потр.

Методика построения рабочей точки.

1. Начало координат q— н располагают на пьезометрическом уровне в приемном (питающем) резервуаре, этот уровень выбирается за начало отсчета напоров.

2. На координатной плоскости Н— Qстроится характеристика насосаHн =f(Q). Обычно она задается графически или таблично.

3. Строится характеристика установки. Характеристика установки является суммой Нст статического напора и характеристики трубопровода - ∑hп:

(14.4),

в котором ∑hп— характеристика трубопровода или зависимость суммарных потерь напора в трубопроводе от расхода, включающая потери во всасывающем и напорном трубопроводе.

4. Рабочей точкой установки называется точка пересечения характеристик насоса и трубопровода. По рабочей точке находят величины Q_потри Н_потр.

5. При установившемся режиме работы найденные в точке пересечения величины Q_потр=Qн,H_потр=Hн являются исходными для подбора насоса и двигателя для привода насоса.

Расположение приемного резервуара может быть задано в трех вариантах:1)Нст>0; 2) Нст = 0; 3) Нст < 0, что отмечено на рис.14.6. В зависимости от характеристики установки положение рабочей точки будет разным.

Характеристика трубопровода зависит от режима движения жидкости в трубопроводе.

При турбулентном режиме характеристика трубопровода близка к квадратичной зависимости ∑h_п =k*Q². Коэффициент сопротивления трубопроводаkравен сумме коэффициентовk_всвсасывающей и напорнойk_нлиний:

k = k_вс + k_н,

каждый из которых выражается формулой .

Входящие в kвеличины постоянны, или задаются таковыми в первом приближении, если какая-либо из них неизвестна, чаще других, это относится к λ. Величиной λ задаются и строят график характеристики трубопровода в виде параболы.

Характеристику установки строят, смещая ее по оси напоров на величину Нст,приНст = 0характеристика установки проходит через начало координат и в этом случае имеет вид

Нн = ∑hп.

В этом случае в рабочей точке насоса напор целиком затрачивается на преодоление гидравлического сопротивления системы. К такому типу относятся циркуляционные установки, где приемный и напорный уровни совпадают (рис. 14.7).

При Н_ст < 0(напорный уровень ниже приемного) жидкость может перетекать в нижний резервуар самотеком в количествеQc, и насос применяется, если нужен расход больший, чемQнз >Qс(см. рис. 14.7).

Если движение в трубопроводе является ламинарным, характеристику трубопровода выражают формулой ∑hп = k*Q, в которой коэффициентkтрубопровода равен

.