Жидкости и их свойства
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ля определения приращения удельной энергии (напора) рассмотрим работу насоса по перекачке жидкости из резервуара А в резервуар Б (рис. 50).
За плоскость сравнения примем свободную поверхность жидкости в резервуаре А, тогда удельная энергия ее при входе в насос определится по формуле
|
|
v |
2 |
|
|
E |
= |
|
+ |
||
1 |
|||||
|
|
|
|||
1 |
|
2g |
|
||
|
|
|
|||
p1
+
z1
,
где |
v1 |
входа
– скорость жидкости при входе в насос, м/сек; |
p1 |
– абсолютное давление жидкости в месте |
ее в насос, кгс/м2; у- удельный вес жидкости, кгс/м3; z1 – расстояние по вертикали от места
Рис. 50.
измерения давления до уровня жидкости в резервуаре А.
Удельная энергия жидкости при выходе из насоса (в напорном патрубке) равна
|
|
|
|
v |
2 |
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E1 = |
2 |
+ |
2 |
+ z1 |
, |
|
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
2g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где v2 – скорость в напорном патрубке, м/сек; |
p2 |
– абсолютное давление в напорном патрубке при |
|||||||||||
выходе из насоса, кгс/м2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Итак, приращение удельной энергии или полный напор можно определить по формуле |
|||||||||||||
|
|
|
|
v2 |
− v2 |
|
|
p |
2 |
− p |
|||
H = E |
|
− E = E = |
|
2 |
|
1 |
+ |
|
1 |
. (170) |
|||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 |
1 |
|
2g |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Разрежение на входе в насос измеряется вакуумметром, обычно в кгс/см2 (или в мм рт. ст). В пере-
счете на м вод. ст. данной жидкости абсолютное давление на входе в насос равно |
||
|
p1 = (pA − pB ) 10000, |
(171) |
где |
pA – атмосферное давление, кгс/см2; pB – показания вакуумметра, кгс/см2; 10 000 – переводный |
|
множитель (1 кгс/см2 = 10 000 кгс/м2). |
|
|
Давление на выходе из насоса |
p2 |
измеряется манометром, поэтому абсолютное давление на вы- |
ходе равно |
|
||
|
|
p2 = (pA − pM ) 10000, |
(172) |
где |
pM |
– показание манометра, кгс/см2 . |
|
Подставляя полученные значения p1 и (170), получим
p |
2 |
|
в уравнение напора
|
v2 |
− v2 |
|
p |
M |
− p |
B |
|
H = |
2 |
1 |
+ |
|
|
10000 |
||
|
2g |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Для воды =1000кгс/м3, тогда
|
v2 |
− v2 |
|
|
|
|
H = |
2 |
1 |
+10 p |
|
+10 p |
|
|
|
M |
B |
|||
|
2g |
|
||||
|
|
|
|
|||
или
Рис.51. |
51 |
|
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
H = M +W + |
v |
2 |
− v |
2 |
|
|
|||
|
2 |
1 |
||
|
|
|||
|
|
2g |
|
|
, (172)
где M и W – соответственно показания манометра и вакуумметра в метрах столба жидкости, приведенные к оси насоса.
При вычислении полного напора насоса следует учитывать расстояние по вертикали между точкой присоединения вакуумметра и осью стрелки манометра.
Например, для установки, показанной на рис. 51, напор насоса выразится следующим уравнением:
H = M +W + Z + |
v |
2 |
− v |
2 |
|
|
|||
|
2 |
1 |
||
|
|
|||
|
|
|
2g |
|
а для установки, показанной на рис. 52,
,
(173)
|
|
|
|
v2 |
− v2 |
|
H = M − Z |
−W − Z |
|
+ |
2 |
1 |
. (174) |
2 |
|
|
||||
1 |
|
|
2g |
|||
|
|
|
|
|||
Чтобы определить потребный напор насоса для вновь проектируемой установки, пользуются следующим уравнением:
|
H = H Г .В. + H Г .Н . + hП.В. +hП.Н . , |
(175) |
где |
H Г .В. – геометрическая высота всасывания, м; H Г .Н . – гео- |
|
метрическая высота нагнетания, м; hП .В. – потери напора во вса- |
|
|
сывающем трубопроводе, м; тельном трубопроводе, м.
h |
П .Н . |
|
–
потери напора в нагнета-
Рис.52
4.5.Кавитация
Выше было установлено, что если при входе в рабочее колесо насоса абсолютное давление окажется меньшим или равным упругости паров перекачиваемой жидкости при данной температуре, то жидкость начинает вскипать, происходит разрыв потока и подача прекращается.
При длительной работе насоса в таких условиях разрушается рабочее колесо. Явления, происходящие в насосе при вскипании жидкости, называются кавитацией. При этом из жидкости выделяются пары и растворенные газы в том месте, где давление равно или меньше давления насыщенных паров. Пузырьки пара и газов, увеличенные потоком в область повышенного давления, резко конденсируются с уменьшением объема в микроскопических зонах; это явление, подобное взрывам мельчайших бомб, приводит к механическим повреждениям лопаток колеса и их разрушению. Происходит и химическое разрушение металла в зоне кавитации выделившимся кислородом воздуха (коррозия).
Кавитация может происходить не только в рабочем колесе, но и в направляющем аппарате, и в спиральном корпусе. Эти явления сопровождаются потрескиванием, шумом и вибрацией насоса. При кавитации резко падает к. п. д. насоса, производительность и напор. Особенно сильно при кавитации разрушаются чугун и углеродистая сталь, наиболее устойчивы бронза и нержавеющая сталь. Поэтому в последнее время для изготовления насосов применяют высококачественные материалы и защитные покрытия (наплавка твердых сплавов, поверхностная закалка, металлизация в холодном состоянии), что повышает надежность работы насосов.
Во избежание явления кавитации насос следует располагать как можно ниже. Кавитационный запас уровня определяют по уравнению
|
v |
2 |
|
|
h = |
|
+ |
||
1 |
||||
|
|
|||
|
2g |
|
||
p1
− h1
.
(176)
Файл скачен с http://mgsu.3dn.ru/
52