Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
5-насосы.doc
Скачиваний:
17
Добавлен:
27.08.2019
Размер:
350.21 Кб
Скачать

16

Расчеты параметров насосов и насосных установок Основные параметры насосов

Подавляющее большинство современных насосов, приводится в движение вращающимся валом. Поэтому входная (потребляемая) мощность насоса Nпотр определяется крутящим моментом на его валу М и скоростью вращения ω

.

Наиболее важными выходными параметрами насоса являются: подача Qн, напор Hн, давление pн и полезная мощность Nполн.

Подача насоса Qн – это объем жидкости, подаваемый в трубопровод в единицу времени (основные единицы измерения: м3/с, л/с).

Напор насоса Hн – это приращение полной удельной энергии жидкости в насосе (основная единица измерения – м).

Давление насоса рн – это параметр, связанный с напором насоса

. (27)

Он используется при расчетах машиностроительных гидросистем.

Полезная мощность насоса зависит от параметров, рассмотренных ранее, и связана с ними следующими зависимостями:

(28) или . (28а)

Кроме того, для оценки эффективности работы насосов применяются полный и частные коэффициенты полезного действия (КПД). Полный КПД насоса определяется соотношением полезной и потребляемой мощностей, т.е.

. (29)

Частные КПД учитывают отдельные виды потерь в насосах:

– объемный КПД ηо учитывает потери на утечки и перетечки жидкости;

– гидравлический КПД ηг учитывает потери на трение в потоке жидкости;

– механический КПД ηм учитывает потери на трение в узлах насоса (подшипниках, уплотнениях).

Полный КПД и частные КПД связаны следующей зависимостью:

. (30)

Далее рассмотрим определение этих параметров для основных типов гидравлических насосов: динамических и объемных.

Центробежные (динамические) насосы

К динамическим насосам относятся насосы, в которых взаимодействие рабочего органа с жидкостью происходит в проточной части, постоянно соединенной с полостями всасывания и нагнетания. Самыми распространенными динамическими насосами являются лопастные, из которых наиболее часто применяются центробежные насосы.

При практических расчетах центробежных насосов определение напора насоса Hн можно упростить. Например, допустимо принимать, что вход в насос и выход из него находятся на одной высоте. Кроме того, при одинаковых диаметрах входного и напорного трубопроводов эту величину можно вычислять по

, (31)

где pвх и pвых – давления на входе и на выходе насоса.

Также следует отметить, что частные КПД редко встречаются в расчетах насосов данного тапа, а обычно используется полный КПД.

При проектировании гидравлических систем с центробежными насосами

применяются их характеристики. Это графические зависимости напора Hн насоса и его КПД η от подачи Qн. При наличии характеристики удобно находить многие параметры насосов. Например, при известной подаче насоса Qн* по характеристике находятся соответствующий напор насоса Hн* и его КПД η*.

Рис. 22. Характеристика

центробежного насоса.

Наибольшей сложностью при расчете центробежных насосов является невозможность получение их характеристик без экспериментальных данных. Поэтому обычно характеристику для данного насоса получают на основе уже известных характеристик подобного насоса. Для этого используются формулы пересчета характеристик насосов, которые справедливы для подобных насосов

при их работе на подобных режимах, и имеют следующий вид:

(32) и . (33)

В формулах (31)÷(32) обозначены параметры:

Q1 и Q2 – подачи насосов на первом и втором режимах работы;

H1 и H2 – напоры насосов на первом и втором режимах работы;

n1 и n2 – частоты вращения на первом и втором режимах работы насосов;

D1 и D 2 – диаметры первого и второго насосов.

Далее рассмотрим пример расчета центробежного насоса с использованием формул пересчета.

Пример 10. Центробежный насос с диаметром рабочего колеса D1 = 176 мм был установлен в трубопроводе постоянного диаметра и работал с частотой вращения n1 = 1000 об/мин. При этом показание манометра на входе в насос

составляло pм1 = 0,02 МПа, показание манометра на выходе – pм 2 = 0,12 МПа, а подача насос – Q1 = 5 л/с. Затем в трубопровод взамен старому установили новый насос, подобный первому, но с диаметром рабочего

колеса D2 = 140 мм и работающий при

Рис. 23. Иллюстрация к примеру 10.

частоте вращения n2 = 2000 об/мин. Определить его подачу, напор и потребляемую мощность, если он работает на подобном режиме. При решении принять его КПД η = 0,75, а плотность жидкости – ρ = 1000 кг/м3.