РАСЧЕТ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Перепад уровней энергии, за счет которого жидкость течет по трубо- проводу, может создаваться работой насоса, что широко применяется в ма- шиностроении. Рассмотрим совместную работу трубопровода с насосом и принцип расчета насосной установки.

По трубопроводу, представленному на рисунке 2.1, перекачивается жидкость из нижнего резервуара (исходный резервуар) с давлением P1в дру- гой резервуар (приемный резервуар) с давлением P2. Высота расположения оси насоса hвс называется высотой всасывания, а трубопровод, по которому жидкость поступает к насосу, всасывающим трубопроводом или линией всасывания. Высота расположения конечного сечения трубопровода hн назы- вается высотой нагнетания, а трубопровод, по которому жидкость движется от насоса, нагнетательным (напорным) или линией нагнетания. Высота от начального сечения трубопровода до конечного Нг называется геометриче- ской высотой подъема жидкости.

Рис. 2.1 – Схема насосной установки:

1 – насос; 2 – приемный резервуар; 3 – исходный резервуар;

4 – всасывающий трубопровод; 5 – нагнетательный трубопровод; 6 – вакуумметр; 7 – манометр

Параметры работы насоса

Работа насоса характеризуется следующими параметрами:

Подача (производительность) – это объем или масса жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени, Q (м3/с; м3/ч; кг/с; кг/ч; л/ч).

Напор – это избыточная удельная энергия, сообщаемая единице массы жидкости в насосе, Н (м).

Мощность на валу – мощность, подводимая к насосу, Nв (В).

Полезная мощность – это мощность, сообщаемая жидкости в насо- се, Nп (В).

Коэффициент полезного действия – это характеристика эффективно-

сти насоса в отношении передачи энергии. Определяется как отношение по- лезной мощности к мощности на валу, η (%).

Определение напора насосной установки

Напор насосной установки может быть представлен как разность удельных энергий жидкости до насоса и после него.

H = Э2 - Э1 , (2.1)

где

Э1– удельная энергия жидкости до насоса, м;

Э2 – удельная энергия жидкости после насоса, м.

В общем случае удельная энергия может быть представлена как:

Э = z +

P

 × g

 2

+ , (2.2)

2g

где z – удельная потенциальная энергия положения, м;

P

 × g

 2

– удельная потенциальная энергия давления, м;

– удельная кинетическая энергия, м.

2g

Обозначим абсолютное давление жидкости в сечении 4–4(сечение в точке установки манометра) Рн– давление нагнетания, а абсолютное давле- ние в сечении 3–3обозначим Рвс– давление всасывания. За плоскость срав- нения возьмем сечение 1–1. Тогда удельная энергия в сечении 4–4, то есть после насоса будет равняться:

Э2= hвс

+ zм

+ Pн +  н

, (2.3)

где  н

– скорость жидкости в нагнетательном трубопроводе, м/с.

Pвc вc

1 = вс -

в +  × g + 2g, (2.4)

где  вc

– скорость жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с.

Тогда напор насосной установки будет равен:

H = h

+ z + z

+ Pн +  н - h

- Pвc

 2

- вc = z

+ Pн - Pвc +  н вc

z0

 × g 2g

вс  × g 2g

2g . (2.5)

Запишем уравнение Бернулли для сечения 1–1и 3–3, за плоскость сравнения примем сечение 1–1:

P1

Pвc

0 + +

 × g 2g

= hвс- zв+  × g + 2g+ hп

, (2.6)

где

1– скорость движения жидкости в сечении 1–1, то есть в исходном ре-

зервуаре, 1» 0 м/с;

вс

hп– потери напора во всасывающем трубопроводе, м.

Тогда

Pвc

 × g

= P1

 × g

- hвс

+ zв

 2

- вc -

2g

вс . (2.7)

P2 2 н

hвс+ zм+  × g + 2g

= hвс+ hн+  × g + 2g+ hп, (2.8)

где

 2 – скорость движения жидкости в сечении 2–2то есть в приемном ре-

зервуаре,  2 » 0 м/с; Тогда

Pн

 × g

+ = hн

- zм

+ P2

 × g

-  н +

hн . (2.9)

2 2 2 2

H = z

+ h - z

+ P2

-  н

+ hн - P1 + h

- z +  вc

+ hвс+  н -вc =

0 н м

 × g 2g

п  × g

вс в 2g п 2g

= h + h

+ P2 - P1 + hн + hвс

1н 23вс

H Г

 × g

14п 243п .

hп

H = H Г +

P2 - P1

 × g

+ hп. (2.10)

Таким образом, напор насосной установки расходуется на подъем жид- кости на высоту НГ, преодоление разности давлений Р2и Р1и на преодоление сопротивлений трубопровода hп.

При определении напора насоса удельные энергии Э1 и Э2 можно брать в любых сечениях до и после насоса. Но в этом случае необходимо учитывать потерю напора при движении жидкости между этими сечениями, т.е. напор насоса можно выразить:

H = Э2- Э1+ hп. (2.11)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: