Основные параметры работы насоса

Некоторые сведения о насосах

По принципу действия насосы подразделяют на гидродинамические и объемные.

Центробежные насосы

Из гидродинамических насосов на практике чаще всего используется центробежный насос, схема которого представлена на Рис.1.

Схема центробежного насоса

1 - подвод, 2 - рабочее колесо, a - задний (ведущий) диск рабочего колеса, б - передний (ведомый) диск рабочего колеса, в - лопатки рабочего колеса, 3 - спиральная камера (отвод), 4 - диффузор.

Рис.1

Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов - подвода 1, рабочего колеса 2 и спиральной камеры 3. По подводу жидкость подается в насос из подводящего (всасывающего) трубопровода.

Рабочее колесо 2 состоит из заднего а и переднего б дисков, между которыми находятся криволинейные лопатки в, изогнутые, как правило, в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Ведущим задним диском рабочее колесо крепится на валу. Жидкость движется через колесо из центральной его части к периферии и, далее, по отводу 3 отводится к напорному патрубку.

При вращении рабочего колеса появляется центробежная сила, которая отбрасывает жидкость от центра к периферии, освобождая при этом объём на входе в насос.Увеличение объёма приводит к понижению давления в жидкости (вспомним: давление - напряжение сжатия, сжатие жидкости уменьшается - давление падает). Создается разность давлений между уровнем жидкости в приемном резервуаре и входом в насос и непрерывное движение жидкости через насос.

Назначение рабочего колеса 2 - передача жидкости энергии от приводного двигателя.

Механическая энергия, подводимая к валу насоса от приводного двигателя, преодолевает момент реактивных сил со стороны жидкости и приводит колесо во вращение. Лопатки рабочего колеса насоса при своем вращении оказывают силовое воздействие на жидкость, в результате чего растет давление в ней и происходит движение жидкости с расходом Q. При этом, согласно закону сохранения энергии, механическая энергия приводного двигателя превращается в гидравлическую энергию потока жидкости.

Трубопровод с насосной подачей жидкости

1 - насос, 2 - всасывающий трубопровод, 3 - нагнетательный трубопровод, 4 - вакуумметр, 5 - манометр, 6 - регулировочный вентиль (кран), 7 - обратный клапан, А - приёмный резервуар, Б - напорный резервуар.

Рис.2.

Насос является источником энергии, необходимой для перемещения жидкости в гидравлической сети. На Рис.2 изображена система, в которой жидкость поступает в насос через обратный клапан 7 из открытого приёмного резервуара А, расположенного ниже оси установки насоса. При этом давление на входе в насос меньше атмосферного. Разность атмосферного давления и абсолютного давления (величину р­_v ) фиксирует вакуумметр 4. При движении через насос давление жидкости увеличиваетсяина выходе из насоса становится больше атмосферного. Разность абсолютного давления на выходе из насоса и атмосферного давления (величину р­_м) фиксирует манометр 5.

При прохождении через насос гидравлическая энергия жидкости увеличивается, и за счет этого жидкость поднимается на высоту h_o, преодолевая противодавление р­_мо в напорном резервуаре Б и гидравлические сопротивления в системе.

Центробежные насосы не обладают свойством самовсасывания, поэтому перед пуском насос и весь подводящий трубопровод заполняют жидкостью. Обратный клапан 7 при этом должен быть закрыт. При остановке насоса обратный клапан также закрывается, и система остаётся заполненной жидкостью.

Основные параметры работы насоса

Напор насоса H равен разности удельных энергий на выходе и на входе в насос (Рис.3).

Иллюстрация к определению напора насоса

Рис.3.

Согласно уравнению Бернулли, записанному для сечений 1-1 и 2-2, напор насоса равен:

(3)

В частном случае, когда z₂= z₁, J₂= J₁ (если d₂= d₁ ), вместо (3) получаем:

(4)

Абсолютное давление на выходе из насоса р₂ и на входе р₁ выразим через показания приборов:

р₂ = р_ат + р_м ;

р₁ = р_ат - р_v .

Тогда напор насоса определится через показания приборов следующим образом:

(5)

Часто манометрическое давление по крайней мере на порядок (в 10 раз) больше вакуумметрического давления (давление p_v не может быть больше одной атмосферы или 0,1 МПа). В тех случаях, когда p_м >> p_v, напор насоса можно определять так:

(6)

Гидравлическая мощность потока жидкости на выходе из насоса (полезная мощность):

Здесь t - время, rgQ ×t =G- вес жидкости, прошедшей через насос,

G×H - энергия, G×H/t - мощность.

Чтобы подобрать двигатель для привода насоса, необходимо знать мощность на его валу:

где: h_н - коэффициент полезного действия насоса,

h_о =Q/Q_т,

где Q - действительная подача насоса, а Q_т - теоретическая подача (без учета утечек).

h_г - гидравлический к.п.д. , учитывает потери напора на преодоление сил трения при движении жидкости в проточной части насоса;

h_мех - механический к.п.д., учитывает потери напора на преодоление сил трения в подшипниках и уплотнениях вала при его вращении.

Поиск по сайту: