Номинальная мощность, потребляемая двигателем

N _{двигателя} = ;

 

 

где:  КПД _{передачи} (учитывает механические потери мощности в передаче, например в редукторе или в ременной передаче),

КПД _{двигателя} (учитывает механические потери мощности в самом двигателе).

 

Установочная мощность двигателя:

 

;

где:  - коэффициент запаса мощности (учитывает перегрузки двигателя в момент пуска насоса в связи с необходимостью преодоления инерции жидкости, находящейся внутри насоса) .

Напор насоса

где  - давление в емкости 1 (расходная);

 - давление в емкости 2 (приемная);

 - давление на входе в насос;

 - давление на выходе из насоса;

 - высота всасывания;

 - высота нагнетания;

 - геометрическая высота подачи жидкости;

 - расстояние по вертикали между уровнями манометра и вакуумметра.

 

Запишем уравнение Бернулли для сечений  при всасывании:

;

Для сечений  при нагнетании:

 

;

 

где:  - скорости жидкости в емкостях 1 и 2;  - скорости жидкости во всасывающем и нагнетающем патрубках насоса.

Считаем, что  и .

 

 

Напор, развиваемый насосом (Н):

 

 

Это выражение для расчета полного напора насоса.

Обычно:

 (если патрубки на линиях нагнетания и всасывания жидкости одинаковых размеров);

;

 - общее сопротивление трубопровода.

 

Тогда:

;

 

Таким образом, полный напор насоса затрачивается на:

· Подъем жидкости на полную геометрическую высоту ;

· Преодоление разности давлений в расходной и приемной емкостях жидкости;

· Преодоление гидравлического сопротивления во всасывающем и нагнетающем трубопроводах;

1. При одинаковом давлении в расходной и нагнетающей емкостях :

;

 

2. Для горизонтального трубопровода :

;

3. Для горизонтального трубопровода при одинаковых давлениях в расходкой и приемной емкостях:

;

Более просто полный напор действующего насоса может быть определен по показаниям вакуумметра и манометра:

;

;

;

 

где  - давление столба жидкости между уровнями установки манометра и вакуумметра.

Следовательно, для расчета напора действующего насоса удобнее использовать выражение:

;

Напор действующего насоса определяется суммой показаний манометра и вакуумметра (в метрах столба перекачиваемой жидкости) и расстояния по вертикали между точками установки этих приборов.

 

Высота всасывания

Всасывание жидкости происходит под действием разности давлений в приемной емкости  и в насосе .

Из уравнения Бернулли:

;

Скорость  и тогда:

;

 

Давление на входе в насос должно быть больше давления насыщенного пара перекачиваемой жидкости при температуре всасывания, то есть , иначе жидкость в насосе начнет закипать, что вызовет разрыв потока:

;

 

Если , то:

:

 

Высота всасывания зависит от величины атмосферного давления, температуры, плотности и скорости жидкости всасывающем трубопроводе, а также гидравлического сопротивления всасывающего трубопровода.

При перекачивании из открытых резервуаров высота всасывания не может быть более высоты столба жидкости, соответствующего атмосферному давлению (10 м вод. ст. на уровне моря и 9 м вод. ст. на высоте 1000 м.)

Для горячих жидкостей, температура которых близка к температуре кипения, высота всасывания может оказаться равной нулю:

 

;

 

Следовательно, при увеличении температуры всасываемой жидкости высота всасывания насоса уменьшается. Поэтому для горячих жидкостей насос устанавливают ниже уровня расходной емкости или создают в ней давление.

 

При учете потерь напора кроме того, необходимо учитывать инерционные потери (для поршневых насосов) – вследствие неравномерности подачи и кавитационную поправку (для ц/б насосов) – которые приводятся в справочных пособиях и в паспортах на насосы.

Кавитация – резкое парообразование жидкости на всасывании Ц\Б насоса с последующей быстрой конденсацией на выходе из насоса. При этом возникают гидравлические удары, что влечет разрушение и увеличение коррозии насоса.

Практически высота всасывания дополнительно уменьшается за счет подсосов воздуха и выделения растворенных газов из жидкости.

При перекачивании воды практическая высота всасывания не превышает следующие значения:

Температура,	10	20	30	40	50	60	65
Высота всасывания, м	6	5	4	3	2	1	0

 

Центробежные насосы

Всасывание и нагнетание жидкости в них происходит непрерывно и равномерно. Жидкость из всасывающего трубопровода поступает вдоль оси рабочего колеса внутрь корпуса и, попадая на лопатки, приобретает вращательное движение.

Центробежная сила отбрасывает жидкость в канал переменного сечения между корпусом и рабочим колесом, в котором скорость жидкости умень-шается до скорости в нагнетательном трубопроводе, а давление возрастает.

 

Схема центробежного насоса:

1 – всасывающий трубопровод; 2 – рабочее колесо; 3 – корпус;                               4 – лопатки; 5 – нагнетательный трубопровод

При этом кинетическая энергия преобразуется в энергию давления. На входе в насос создается разряжение.

Перед пуском ц/б насос обязательно заливают жидкостью, так как иначе разряжение на входе недостаточно для подъема жидкости по всасывающему трубопроводу. На конце всасывающего трубопровода устанавливают обратный клапан.

Для создания значительных напоров (более 50-70 м. вод. ст) применяют многоступенчатые насосы – несколько колес, расположенных последовательно на валу (не более 5). Жидкость поступает из колеса в колесо по обводному каналу.

.