Основные и дополнительные параметры насосной установки

 

Насосная установка с любым насосом имеет следующие основные параметры:

1. Расход (подача, производительность) – это объем воды, проходящий через выходной патрубок насоса в единицу времени. Обозначается Q, имеет размерность м³/с, м³/ч.

2. Напор – это количество энергии, которое получила жидкость, пройдя через насос, выраженное в метрах водяного столба. Обозначается Н, м. Эта энергия тратится на преодоление высоты подъема и сопротивление трубопровода, т. е.

Н = Н_г + h_тр.,                                                                (1)

где Н – напор насоса, м;

Н_г – высота подъема жидкости, или геодезический (геометрический) напор, м;

h_тр. – сопротивление трубопровода, т. е. сумма потерь напора (местных и по длине) во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, м.

По показаниям приборов, установленных на действующей насосной установке, напор определяется по формуле

 ,                (2)

где – показания манометра, м;

 – показания мановакуумметра с учетом знака, м;

z – расстояние по вертикали между точками замера вакуумметрического и манометрического давления, м;

α – коэффициент кинетичности. Для турбулентного движения жидкости α = 1,05;

v_н и v_в – скорости во всасывающей и нагнетательной трубах, определяемые по формуле

 ,                                           (3)

где ω – площадь сечения трубы.

Так как разность скоростных напоров невелика, то ею можно пренебречь, и формула (2) примет следующий вид:

Н = h_м – (± h_мв) + z.                                 (4)

3. Мощность насосной установки может быть потребляемой, эффективной (Ne), т. е. полученной от двигателя, и полезной (N_пол), отдаваемой жидкости. Обозначается буквой N, имеет размерность кВт.

Потребляемая мощность определяется при помощи ваттметра, эффективная – по графику N= f (W), а полезная – по формуле.

кВт.                                     (5)

Для воды полезная мощность равна N_пол = 9,81 ∙Q ∙ Н (кВт).

4. Коэффициент полезного действия (η) показывает долю энергии, отданной жидкости насосом, по отношению к полученной, т. е.

                                   (6)

Коэффициент полезного действия (КПД) может выражаться и в долях единицы.

К дополнительным параметрам относятся:

Геометрический (геодезический) напор (Н_г) – высота подъема воды, или расстояние между уровнями в ВБ и НБ. (рис. 4.4).

 

а                                                         б

 

Рис. 4.4. Схемы насосной установки: а – с положительной высотой всасывания;

б – с отрицательной высотой всасывания

 

2. Геометрическая высота всасывания (h_в) – расстояние от уровня воды в нижнем бьефе до оси насоса. Она будет положительной, если насос расположен выше уровня воды (рис. 4.4, а), и отрицательной, если его ось расположена ниже уровня воды нижнего бьефа (НБ), т. е. когда насос находится «под заливом» (рис. 4.4, б).

Приведенной высотой всасывания (Н_п.в.) называется сумма геометрической высоты всасывания и потерь напора во всасывающем трубопроводе

Н_п.в. = h_в + h_в.тр .                                       (7)

Вакуумметрической высотой всасывания (Н_вак) называется показание вакуумметра, выраженное в метрах водного столба перекачиваемой жидкости.

                                     (8)

где v_в – скорость во всасывающем трубопроводе, м/с;

h_в.тр – потери во всасывающем трубопроводе, м.

Формула (8) с учетом формулы (7) примет следующий вид:

                                     (9)

Геометрическая высота нагнетания (h_н) – есть расстояние от оси насоса до уровня воды в верхнем бьефе. Она может быть положительной (см. рис. 4.4, а) и отрицательной (рис. 4.5).

 

Рис. 4.5. Схема насосной установки с отрицательной

высотой нагнетания

Приведенной высотой нагнетания (Н_п.н) называется сумма геометрической высоты нагнетания и потерь напора в нагнетательном трубопроводе.

Н_п.н = h_н + h_н.тр.                                       (10)