Хар-ки насоса: напор, расход, КПД

Все насосы подразделяются на две основные группы динамические и объемные.

В динамических насосах сообщение энергии жидкости осуществляется за счет воздействия гидродинамических сил на незамкнутый объем жидкости. В объемных насосах сообщение энергии жидкости осуществляется за счет периодического изменения замкнутого объема при попеременном сооб­щении его со входом и выходом насоса.

Динамические насосы в свою очередь подразделяются на лопастные и насосы трения.

К лопастным относятся центробежные и осевые насосы. В центробеж­ных насосах движение жидкости осуществляется от центра к периферии, а уосевых – в направлении оси насоса.

Насосы трения осуществляют перемещение жидкости за счет сил тре­ния и инерции. К этому типу насосов могут быть отнесены вихревые, шнековые, лабиринтные, червячные и струйные.

Группа объемных насосов включает в себя поршневые, плунжерные, диафрагменные, роторные различных типов, шестеренные и винтовые.

Работа насосов характеризуется его подачей, напором и КПД.

Подача насоса (расход жидкости), G – объем жидкости Q, перемещае­мой в единицу времени t.

Напор Н насоса – давление, сообщаемое насосам перемещаемой жидкости.

КПД насоса (полный) – отношение полезной мощности N _n к потребляемой N.

Характеристиками насосов являются зависимости создаваемого ими напора (H) и КПД (h) от расхода жидкости (G) через них при постоянных оборотах (n) валов, т.е.

H=f(G) и h=f(G) при n=const.

Зависимость H=f (G) называется также напорно-расходной характе­ристикой насоса.

 

 

40.Явление «Гидравлический удар». Уравнение Н.Е. Жуковского. Гидравл-им ударом наз-ся резкое повышение давления, возникающее в напорном трубопроводе при внезапном торможении потока рабочей жидкости. Этот процесс является очень быстротечным и характеризуется чередованием резких повышений и понижений давления, которое связано с упругими деформациями жидкости и стенок трубопровода. Пусть в конце трубы, по которой движется жидкость со скоростью υ₀, произведено мгновенное закрытие крана. При этом скорость частиц, натолкнувшихся на кран, будет погашена, а их кинетическая энергия перейдет в работу деформации стенок трубы и жидкости. При этом стенки трубы растягиваются, а жидкость сжимается в соответствии с увеличением давления на величину Δ P_уд, которое называется ударным. Област в которой происходит увеличение давления, называется ударной волной. Ударная волна распространяется вправо со скоростью ударной волны. Когда ударная волна переместится до резервуара, жидкость окажется остановленной и сжатой во всей трубе, а стенки трубы - растянутыми. Ударное повышение давления распространится на всю длину трубы. Далее под действием перепада давления Δ P_уд частицы жидкости устремятся из трубы в резервуар, причем это течение начнется с сечения, непосредственно прилегающего к резервуару. Теперь сечение n-n перемещается обратно к крану с той же скоростью c, оставляя за собой выровненное давление P₀. Жидкость и стенки трубы предполагаются упругими, поэтому они возвращаются к прежнему состоянию, соответствующему давлению P₀. Работа деформации полностью переходит в кинет-ю энергию, и жидкость в трубе приобретает первоначальную скорость υ₀, но направл-ю теперь в противоположную теперь сторону. С этой скоростью весь объем жидкости стремится оторваться от крана, в результате возникает отрицательная ударная волна под давлением P₀ - Δ P_уд, которая направляется от крана к резервуару со скоростью c, оставляя за собой сжавшиеся стенки трубы и расширившуюся жидкость, что обусловлено снижением давления. Кинетическая энергия жидкости вновь переходит в работу деформаций, но противоположного знака. Очевидно, что как только отраженная от резервуара ударная волна под давлением Δ P _уд достигнет крана, возникнет ситуация, уже имевшая место в момент закрытия крана. Весь цикл гидравлического удара повторится. Если давление P₀ невелико (P₀ < Δ P _уд), то картина изменения амплитуды давления получается несколько иная. Повышение давления при гидравлическом ударе можно определить по формуле Δ P_уд = ρυ ₀c Данное выражение носит название формулы Жуковского. В нем скорость распространения ударной волны c определится по формуле: где r - радиус трубопровода; E - модуль упругости материала трубы; δ - толщина стенки трубопровода; K - объемный модуль упругости. Если предположить, что труба имеет абсолютно жесткие стенки, то скорость ударной волны определится из выражения