Общие сведения о насосах

Насосом называется устройство, сообщающее механическую энергию проходящей через него среде. Любая рабочая точка насоса характеризуется подачей, напором, потребляемой мощностью, коэффициентом полезного действия (КПД) и частотой вращения.

Подачей называется расход среды через выходящий патрубок насоса. Так же, как и обычный расход, подача насоса может быть объёмной или массовой . Сообщаемая среде удельная энергия называется напором насоса , и определяется разностью удельных энергий на выходе и на входе (т.е. между патрубками нагнетания и всасывания):

С физическим смыслом слагаемых и параметров этого уравнения следует ознакомиться по материалам лабораторных работ 1 и 2.

В данной экспериментальной установке сечения трубопроводов на входе и выходе одинаковы ( ), а превышение выхода над входом не очень велико. Потому здесь, как это часто бывает и для других насосов, роль первого и третьего слагаемых не очень велика. Вследствие этого при определении напора здесь оставлено только второе слагаемое, т.е. .

В единицу времени через насос проходит среда весом . Следовательно, энергия, приобретённая в единицу времени этой средой, или полезная мощность насоса равна . Потребляемая насосом мощность больше его полезной мощности на величину потерь. Эти потери оцениваются КПД насоса, который определяется по формуле .

Характеристикой насоса называется зависимость напора, мощности и КПД от его подачи при постоянной частоте вращения.

Режим работы насоса при наибольшем значении КПД считается оптимальным. Режим работы насоса, обеспечивающий заданные технические показатели, считается номинальным.

Описание экспериментальной установки и порядок проведения опыта

В результате работы насоса 3 (см. рис.) происходит движение среды из бака 1 по закольцованному трубопроводу. Подача регулируется с помощью вентиля 4, а её значение определяется по показаниям дифференциального манометра 6 расходомера Вентури 5. Давление на выходе из насоса регистрируется манометром 8, а на входе — вакуумметром 7. Для измерения потребляемой мощности электродвигателя 2, объединённого в один блок с насосом, в его электрической цепи установлены вольтметр 9 и амперметр 10, который во время замера кратковременно включается кнопкой 11.

Включение установки осуществляется с помощью тумблера 12; при этом на панели загорается лампочка. При каждом положении вентиля 4 фиксируются показания манометра 8, вакуумметра 7, дифференциального манометра 6, вольтметра 9 и при нажатой кнопке 11 величина тока по амперметру 10.

Замеры проводятся при постоянных значениях частоты вращения и уровне жидкости в баке для 5...6 положениях вентиля, включая полностью открытое и закрытое положения. Результаты замеров заносятся в протокол.

Обработка результатов эксперимента

Подача насоса определяется по показаниям дифференциального манометра расходомера Вентури: , где — это разность , представленная в метрах, т.е. (так как и измеряются в сантиметрах); .

Избыточный напор в линии нагнетания определяется по формуле , где . Вакуумметрический напор в линии всасывания — , где , — начальное значение ( ). Напор, создаваемый насосом, равен их сумме: .

Полезная мощность, т.е. мощность, сообщаемая насосом среде, равна , где и (для воды). Потребляемая установкой мощность равна , где — ток, а — напряжение в сети электродвигателя. Коэффициент полезного действия насоса , где — КПД электродвигателя ( ).

На одном графике строятся зависимости: и . Проанализировать полученные результаты и записать выводы.

Протокол

Наименование	Обозначения		Номер опыта
	Размерность		1	2	3	4	5	6
Показания манометра
Показания вакуумметра
Напряжение в электрической сети
Сила электрического тока в цепи двигателя
Показания расходомера
Показания расходомера (обработанные)
Подача насоса (объёмный расход)
Избыточный напор в линии нагнетания
Вакуумный напор в линии всасывания
Напор, создаваемый насосом
Полезная мощность
Мощность, потребляемая насосом и двигателем
КПД насоса

В ыводы:

Лабораторную работу выполнил

Лабораторную работу принял

Лабораторная работа № 5