Потребляемая мощность насоса                                                                                      (7)

где Потребляемая мощность насоса  — КПД насоса;

Nn  = PQ — полезная мощность насоса, Вт                                            (8)

 

При использовании формулы (8) следует помнить о соотношении единиц измерения мощности, давления и расхода Вт = Па х м3 / с

                                                   Вт = МПа х см3

Потребляемая мощность насоса  — потребляемая мощность, Вт                                                 (9)

7 Повторить вычисления величин: V0 , Q и N для значения эксцентриситета ℓ2  и сделать вывод о влиянии эксцентриситета на производительность и потребляемую мощность насоса.

 

Теоретические вопросы



Вариант Вопросы
Вариант 1 Термодинамика. Рабочее тело. Параметры состояния рабочего тела. Нормальные физические условия. Приборы для измерения параметров состояния Насосы, их назначение, классификация, основные параметры и расчет
Вариант 2 Идеальные и реальные газы. Законы идеальных газов. Уравнение состояния идеального газа. Закон Авогадро. Уравнение Менделеева 2 Особенности эксплуатации гидроприводов
Вариант 3 Теплоемкость газов и газовых смесей, понятия и определения. Уравнение Майера. Определение средних теплоемкостей по формулам и таблицам. Вычисление количества тепла с помощью теплоемкостей 2 Гидродинамика. Основные понятия. Уравнение Бернулли. Режимы движения жидкости. Потери напора и давления
Вариант 4 Первое начало термодинамики, определение, аналитическое выражение. Внутренняя энергия. Внешняя работа газа, её определение по графику процесса в координатах «Р»-«V» Компрессоры, их назначение и классификация. Конструкция, привод и режимы работы поршневых компрессоров, их основные параметры и расчет. Эксплуатация поршневых компрессоров
Вариант 5  Термодинамические процессы газов, их классификация, уравнение, график, связь между параметрами, выражения для определения тепла, работы, изменения внутренней энергии 2 2 Гидравлический привод, назначение, классификация, основ ные элементы. Рабочие жидкости для гидроприводов, рекомендации по их выбору и применению в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей автотракторной техники и технологического оборудования для предприятий
Вариант 6 Политропный процесс газов. Основные термодинамические процессы как частные случаи политропного процесса Гидравлическая и пневматическая аппаратура управления и регулирования
Вариант 7 Понятие об энтропии. Диаграмма Т-S. Основные термодинамические процессы в координатах Т-S. Гидростатика. Силы, действующие на жидкость. Основной закон гидростатики и его практическое применение (гидростатические машины

 

 

Продолжение таблицы

 

Вариант 8 Второе начало термодинамики, физическая сущность и формулировка. Термодинамические циклы и их изображение в координатах Р-V. Термический КПД. Циклы Карно 2 Понятие об идеальной и реальной жидкости. Особые свойства жидкости. Приборы для измерения вязкости
Вариант 9 Истечение газов. Основные термины, основное уравнение истечения. Первое начало термодинамики для истока газа. Истечение через суживающееся сопло и диффузор, их применение в технике. Дросселирование газов Гидравлические двигатели, их назначение, классификация, конструкция и режимы работы
Вариант 10 Теплообмен. Виды теплообмена (теплопроводность, конвекция и излучение), их сущность, коэффициенты и Теплообменные аппараты Пневматический привод, применение, преимущества и недостатки. Рабочая среда пневмоприводов. Способы очистки и сушки воздуха. Основные элементы пневмопривода

 

4 ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

 

1 Гидравлика. Понятие идеальной и реальной жидкости. Физические свойства жидкости.

2 Вязкость и плотность жидкости, приборы для определения их.

3 Гидростатика. Основной закон гидростатики и его практическое применение.

4 Гидродинамика, режимы движения жидкости. Уравнение Бернулли.

5 Уравнение Бернулли, его физический и энергетический смысл.

6 Потери напора и давления при движении жидкости по трубопроводам.

7 Понятие о реальных и идеальных газах.

8 Параметры состояния газа. Нормальные физические условия.

9 Давление атмосферное, избыточное и разрежение. Приборы для измерения давления.

10 Абсолютная температура, удельный объем и плотность. Единицы измерения.

11 Газовые законы.

12 Уравнение состояния идеального газа. Физический смысл газовой постоянной. Закон Авогадро.

13 Уравнение Менделеева. Универсальная газовая постоянная.

14Газовые смеси.Парциальное давление. Закон Дальтона. Состав газовой смеси.


15 Теплоемкость газов, общие понятия, определение и типы.

16 Изобарная и изохорная теплоемкость. Уравнение Майера.

17 Внутренняя энергия. Внешняя работа газа, её определение по графику в коор­динатах Р – V.

18 Первое начало термодинамики, его определение и аналитическое выражение.

19 Понятие о термодинамических процессах, их классификация.

20 Изохорный процесс, уравнение, графики, изменение внутренней энергии, рабо­та, количество теплоты для процесса.

21 Изобарный процесс, уравнение, графики, изменение внутренней энергии, рабо­та, количество теплоты для процесса.

22 Изотермический процесс уравнение, графики, изменение внутренней энергии, работа, количество теплоты для процесса.

23 Адиабатный процесс, уравнение, графики, изменение внутренней энергии, ра­бота, количество теплоты для процесса.

24 Политропный процесс. Основные термодинамические процессы, как частные случаи политропного процесса.

25 Второе начало термодинамики, формулировка, физическая сущность.

26 Термодинамические циклы и изображение их в координатах Р – V.

27 Энтропия. Тепловая диаграмма Т – S. Основные термодинамические про­цессы в диаграмме Т – S.

28 Теплообмен, понятие, виды теплообмена.

29 Теплопроводность, сущность, закон Фурье, коэффициент теплопроводности. Теплопроводность плоской стенки.

30 Конвективный теплообмен, понятие, формула Ньютона, коэффициент теплоотдачи и методы его определения.


31 Теплообмен излучением, понятие, различные случаи теплообмена излучением. Расчетные уравнения теплообмена.

32 Сложный теплообмен, сущность, применение, уравнение теплоотдачи и теплового баланса.

33 Теплообменные аппараты, определение поверхности охлаждения (нагрева) теплообменного аппарата.

34 Гидравлический привод, состав, назначение, достоинства и недостатки, требования, предъявляемые к гидроприводу.

35 Рабочие жидкости гидроприводов, требования к ним. Выбор и применение.

36 Гидравлические машины, назначение, основные элементы, классификация.

37 Насосы, как источники потенциальной энергии, классификация, конструкция, привод.

38 Шестеренчатые насосы, конструкция, режим работы, основные параметры и расчет.

39 Лопастные насосы, конструкция, режим работы, основные параметры и расчет.

40 Пластинчатые насосы, конструкция, режим работы, основные параметры и расчет.

41 Поршневые насосы, конструкция, режим работы, основные параметры и расчет.

42 Гидравлический двигатель, как источник механической энергии, классификация, работа, применение.

43 Гидроцилиндры, назначение, конструкции, режим работы, основные параметры и расчет.

44 Гидромоторы, назначение, конструкция, режим работы, основные параметры и расчет.

45 Гидроаппаратура, назначение, классификация, принцип работы.

46 Регулирующая аппаратура гидроприводов, назначение, принцип работы, конструкция.


47 Направляющая (распределяющая) аппаратура гидроприводов, её назначение, конструкция, принцип работы.

48 Контрольно-измерительная аппаратура гидроприводов, её назначение, конструкция, принцип работы.

49 Вспомогательная аппаратура гидроприводов, назначение, принцип работы. Усилители. Соединительные элементы.

50 Понятие об эксплуатации гидроприводов.

51 Пневматический привод, область применения, достоинства и недостатки.

52 Воздух как рабочая среда пневматического привода. Способы очистки и сушки воздуха. Фильтры.

53 Компрессор как источник потенциальной энергии рабочего тела, классификация, конструкция, режим работы.

54 Пневматические исполнительные двигатели, их классификация, конструкция, работа.

55 Направляющая и регулирующая аппаратура пневмоприводов, назначение, принцип работы.

56 Контрольно-измерительная и вспомогательная аппаратура пневмоприводов, назначение, принцип работы.

57 Комбинированные приводы, их виды, достоинства и недостатки, область применения.

58 Расчет гидравлических приводов, общая последовательность расчета, выбор двигателей, гидроаппаратуры, насоса.

59 Расчет пневматических приводов.

60 Расчет пневмогидравлических приводов.

 

Литература

1 Егорушкин В.Е., Цеплович Б.И. Основы гидравлики и теплотехники — М: Машиностроение, 1981.

2 Столбов Л.С., Перова А.Д., Ложкин О.В. Основы гидравлики и гидропривод станков – М: Машиностроение, 1988.

3 Трифонов О.Н. Приводы автоматизированного оборудования –М.: Машиностроение, 1991.

 

 


studopedia.ru

Производительность (Q) обычно выражается в кубических метрах в час (м3/час). Так как жидкости абсолютно несжимаемы, существует прямая зависимость между производительностью, или расходом, размером трубы и скоростью жидкости. Это отношение имеет вид:
Потребляемая мощность насоса
Где    ID – внутренний диаметр трубопровода, дюйм
V  —  скорость жидкости, м/сек
Q  —  производительность, (м3/час)
Потребляемая мощность насоса

Рис. 1. Высота всасывания — показаны геометрические напоры в насосной системе, где насос находится выше резервуара всасывания (статический напор)

Мощность и КПД
Работа, выполняемая  насосом, является функцией общего напора и веса жидкости,  перекачиваемой за заданный период  времени. Как правило, в формулах используются параметр производительности насоса (м3/час) и плотность жидкости вместо веса.

Мощность, потребляемая насосом (bhp) — это действительная мощность на валу насоса сообщаемая ему электродвигателем. Мощность на выходе насоса  или гидравлическая (whp) —  мощность, сообщаемая насосом жидкой среде. Эти два определения выражены следующими формулами.


Потребляемая мощность насоса

Мощность на входе насоса (потребляемая мощность) больше  мощности на выходе насоса или гидравлической мощности за счет механических и гидравлических потерь, возникающих в насосе.
Поэтому эффективность насоса (КПД) определяется как отношение этих двух значений.
Потребляемая мощность насоса

Быстроходность и тип насоса
Быстроходность  — это  расчетный коэффициент, применяемый для классификации рабочих колес насоса по их типу и размерам. Он определяется как частота вращения геометрически подобного рабочего колеса, подающего 0,075 м3/с жидкости при напоре 1 м. (В американских единицах измерения 1 галлон в минуту при 1 футе напора)

Однако, это определение используется только при инженерном проектировании, и быстроходность  должна пониматься как коэффициент  для расчета определенных характеристик насоса. Для определения коэффициента быстроходности, используется следующая формула:
Потребляемая мощность насоса
Где    N – Скорость насоса ( в оборотах в минуту)
Q – Производительность (м3/мин) в точке максимального КПД.
H – Напор в точке максимального КПД.

Быстроходность определяет геометрию или  класс рабочего колеса, как показано на рис.3


Форма колеса и быстроходность
Рис. 3 Форма колеса и быстроходность

По мере возрастания быстроходности соотношение между наружным диаметром рабочего колеса D2 и входным диаметром D1 сокращается. Это соотношение равно 1.0 для рабочего колеса осевого потока.

Рабочие колеса с радиальными лопатками (низким Ns) создают напор за счет центробежной силы.

Насосы с более высоким Ns создают напор частично с помощью той же центробежной силы, а частично с помощью осевых сил. Чем выше коэффициент быстроходности, тем большая доля осевых сил в создании напора. Насосы осевого потока или пропеллерные с коэффициентом быстроходности 10.000 (в американских единицах) и выше создают напор исключительно за счет осевых сил.

Колеса радиального потока обычно применяются, когда необходим высокий напор и малая производительность, тогда как  колеса  осевого  потока  применяются для работ по перекачиванию больших объемов жидкости при низких напорах.

Кавитационный запас (NPSH), давление на входе и кавитация
Гидравлический Институт определяет параметр NPSH, как разницу абсолютного напора жидкости на входе в рабочее колесо и давления насыщенных паров. Другими словами, это превышение внутренней энергии жидкости на входе в рабочее колесо на ее давлением насыщенных паров. Данное соотношение позволяет определить, закипит ли жидкость в насосе в точке минимального давления.


Давление, которое жидкость оказывает на окружающие ее поверхности, зависит от температуры. Это давление называется давлением насыщенных паров, и оно является уникальной характеристикой любой жидкости, которая возрастает с увеличением температуры. Когда давление насыщенного пара жидкости достигает давления окружающей среды, жидкость начинает испаряться или кипеть. Температура, при которой происходит это испарение, будет понижаться по мере того, как понижается давление окружающей среды.

При испарении жидкость значительно увеличивается в объеме. Один кубический метр воды при комнатной температуре превращается в 1700 кубических метра пара (испарений) при той же самой температуре.

Из вышеизложенного видно, что если мы хотим эффективно перекачивать жидкость, нужно сохранять ее в жидком состоянии. Таким образом, NPSH определяется как величина действительной высоты всасывания насоса, при которой не возникнет испарения перекачиваемой жидкости в точке минимально возможного давления жидкости в насосе.

Требуемое значение NPSH (NPSHR) — Зависит от конструкции насоса. Когда жидкость проходит через всасывающий патрубок насоса и попадает на направляющий аппарат рабочего колеса, скорость жидкости увеличивается, а давление падает. Также возникают потери давления из-за турбулентности и неровности потока жидкости, т.к. жидкость бьет по колесу.

Центробежная сила лопаток рабочего колеса также увеличивает скорость и уменьшает давление жидкости. NPSHR — необходимый подпор на всасывающем патрубке насоса, чтобы компенсировать все потери давления в насосе и удержать жидкость выше уровня давления насыщенных паров, и ограничить потери напора, возникающие в результате кавитации на уровне 3%. Трехпроцентный запас на падение напора – общепринятый критерий NPSHR , принятый для облегчения расчета. Большинство насосов с низкой всасывающей способностью могут работать с низким или минимальным запасом по NPSHR, что серьезно не сказывается на сроке их эксплуатации. NPSHR зависит от скорости и производительности насосов. Обычно производители насосов предоставляют информацию о характеристике NPSHR.

Допустимый NPSH (NPSHA) — является характеристикой системы, в которой работает насос. Это разница между атмосферным давлением, высоты всасывания насоса и давления насыщенных паров. На рисунке изображены 4 типа систем, для каждой приведены формулы расчета NPSHA системы. Очень важно также учесть плотность жидкости и привести все величины к одной единице измерения.

Вычисление высоты столба жидкости над всасывающим патрубком насоса для типичных условий всасывания

Рис. 4 Вычисление столба жидкости над всасывающим патрубком насоса для типичных условий всасывания

Pв  —  атмосферное давление, в метрах;
Vр  —  Давление насыщенных паров жидкости при максимальной рабочей температуре жидкости;
P — Давление на поверхности жидкости в закрытой емкости, в метрах;
Ls  — Максимальная высота всасывания, в метрах;
Lн  — Максимальная высота подпора, в метрах;
Hf —  Потери на трение во всасывающем трубопроводе при требуемой производительности насоса, в метрах.
В реальной системе NPSHA определяется с помощью показаний манометра, установленного на стороне всасывания насоса. Применяется следующая формула:
Потребляемая мощность насоса

Где Gr —  Показания манометра на всасывании насоса, выраженные в метрах, взятые с плюсом (+) , если давление выше атмосферного и с минусом (-), если ниже, с поправкой на осевую линию насоса;
hv = Динамический напор во всасывающем трубопроводе, выраженный в метрах.

Кавитация – это термин, применяющийся для описания явления, возникающего в насосе при недостаточном NPSHA. Давление жидкости при этом ниже значения давления насыщенных паров, и мельчайшие пузырьки пара жидкости, двигаются вдоль лопаток рабочего колеса, в области высокого давления пузырьки быстро разрушаются.

Разрушение или «взрыв» настолько быстрое, что на слух это может казаться рокотом, как будто в насос насыпали гравий. В насосах с высокой всасывающей способностью взрывы пузырьков настолько сильные, что лопатки рабочего колеса разрушаются всего в течение нескольких минут. Это воздействие может увеличиваться и при некоторых условиях (очень высокая всасывающая способность) может привести к серьезной эрозии рабочего колеса.

Возникшую в насосе кавитацию очень легко распознать по характерному шуму. Кроме повреждений рабочего колеса кавитация может привести к снижению производительности насоса из-за происходящего в насосе испарения жидкости. При кавитации может снизиться напор насоса и /или стать неустойчивым, также непостоянным может стать и энергопотребление насоса. Вибрации и механические повреждения такие как, например, повреждение подшипников, также могут стать результатом работы насоса с высокой или очень высокой всасывающей способностью при кавитации.

Чтобы предотвратить нежелательный эффект кавитации для стандартных насосов с низкой всасывающей способностью, необходимо обеспечить, чтобы NPSHA системы был выше, чем NPSHR насоса. Насосы с высокой всасывающей способностью требуют запаса для NPSHR. Стандарт Гидравлического Института (ANSI/HI 9.6.1) предлагает увеличивать NPSHR в 1,2 — 2,5 раза для насосов с высокой и очень высокой всасывающей способностью, при работе в допустимом диапазоне рабочих характеристик. идет загрузка изображения

www.fluidbusiness.ru

Мощность — работа в единицу времени — применительно к насосам можно определять по нескольким соотношениям в зависимости от принятых единиц измерения подачи, давления или напора. Полезной мощностью называют мощность, сообщаемую насосом подаваемой жидкости. Если подача Q выражена в м3/с, а давление насоса — в Па, то полезная мощность Nп, кВт, составит

Потребляемая мощность насоса

При массовой подаче QM выраженной в кг/с,

Потребляемая мощность насоса

 Если напор насоса выражен в метрах столба перекачиваемой жидкости, то

Потребляемая мощность насоса

 

 

 Для воды при температуре 20 °С и q = 9,81 м/с2

Потребляемая мощность насоса

Если же подача воды выражена в м3/ч, а напор — в м вод. ст., то

Потребляемая мощность насоса

Если мощность необходимо выразить в л. с, то ее вычисляют по следующей формуле:

Потребляемая мощность насоса

Мощность насоса, т. е. мощность, потребляемая насосом, 

Потребляемая мощность насоса

 где η — КПД насоса.
Из формулы (2.46) видно, что КПД насоса представляет собой отношение полезной мощности к мощности насоса
Потребляемая мощность насоса

Коэффициент полезного действия насоса учитывает гидравлические, объемные и механические потери, возникающие при передаче энергии перекачиваемой жидкости. Гидравлическими потерями называют потери энергии на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости от входа в насос до выхода из него, т. е. во всасывающем аппарате, рабочем колесе и нагнетательном патрубке. Гидравлические потери оценивают гидравлическим КПД насоса: 

Потребляемая мощность насоса

 где Nn — полезная мощность насоса; Nг — мощность, затраченная на преодоление гидравлических сопротивлений в насосе.

Объемные потери возникают вследствие перетекания части жид кости из области высокого давления в область пониженного давления (во всасывающую часть насоса) и вследствие утечек жидкости через сальники. Объемные потери оценивают объемным КПД насоса

Потребляемая мощность насоса

 где N — мощность, потерянная в результате перетекания жидкости и утечек.

Потребляемая мощность насоса

 где Nм— мощность, затраченная на преодоление механических потерь.
Механические потери слагаются из потерь на трение в подшип-никах, сальниках и разгрузочных дисках рабочего колеса, а также из потерь на трение наружной поверхности рабочего колеса о жидкость. Механические потери оценивают механическим КПД насоса.
Коэффициент полезного действия насоса равен произведению гидравлического, объемного и механического коэффициентов полезного действия
 

Потребляемая мощность насоса

 и характеризует совершенство конструкции, а также качество изготовления насоса. КПД крупных насосов доходит до 0,92, а КПД малых насосов — до 0,6 — 0,7 и менее. Мощность двигателя, приводящего в движение насос, всегда больше мощности насоса. Если вал насоса соединен с валом двигателя с помощью муфты, то установочную мощность двигателя определяют по формуле

Потребляемая мощность насоса

 где kдв — коэффициент запаса мощность двигателя.
В зависимости от мощности двигателя N, кВт, и условий его работы следует принимать приведенные ниже коэффициенты запаса мощности: 
 

N<2 1,5
2<N<5 1,5—1,25
5<N<50 1,25—1,15
50<N<100 1,15—1,05
N>100 1,05

 

Если вал насоса соединен с валом двигателя редуктором или ременной передачей, то мощность двигателя определяют по выражению

 Потребляемая мощность насоса

где ηдв — КПД привода (или редуктора).
Коэффициент полезного действия насосного агрегата, т. е. насоса, соединенного с двигателем, равен
Потребляемая мощность насоса

где Na — мощность насосного агрегата; ηдв — КПД двигателя.

www.nasosinfo.ru

Здравствуйте, читатели блога nasos-pump.ru

Продолжим рубрику «Общее» и рассмотрим такие понятия как коэффициент полезного действия (КПД) и мощность центробежных насосов. Электрический центробежный насос состоит из привода – электрического двигателя и насосной части. Двигатель – это электрическая машина, которая преобразовывает энергию электрического поля в энергию вращения на валу. Мощность, которая подводиться к валу насоса, называется подводимой. Она определяется как произведение крутящего момента на валу насоса к его угловой скорости Центробежный насос это – гидравлическая машина, в которой подводимая вращательная энергия от двигателя преобразуется в энергию потока жидкости. Подбор насосов под конкретные цели и задачи производится по каталогам. В результате выбора учитываются такие показатели как напор и расход, потребляемая мощность и КПД насоса, а также его кавитационная характеристика. Выбранный насос должен работать с высоким КПД, без кавитации в требуемом диапазоне напора и расхода. Из нескольких выбранных вариантов предпочтение отдается тем насосам, которые потребляют меньшую мощность, имеют более высокий КПД, обладают меньшим значением допустимого кавитационного запаса и имеют меньший вес и габаритные размеры.

Мощность

Между мощностью, потребляемой электрическим двигателем от электрической сети, мощностью на валу двигателя и гидравлической мощностью, насоса существует прямая связь. В процессе производства насосов на заводе изготовителе используются следующие обозначения этих видов мощности.

P1 (кВт) Входная электрическая мощность насосов – это мощность, которую  электрический двигатель насоса забирает от электрической сети питания.

P2 (кВт) Мощность на валу электрического двигателя – это мощность, которую двигатель передает на вал насоса. Соотношение входная электрическая мощность насоса P1 равна мощности на валу электрического двигателя P2, разделённой на КПД электрического двигателя.

P3 (кВт) Входная мощность насоса равна мощности P2, с условием, что муфта соединяющая  вал насоса и вал электрического двигателя не рассеивает энергию.

P4 (кВт) Гидравлическая или полезная мощность насоса. Это та мощность, которая получается в результате работы насоса в виде расхода и напора жидкости.

На (Рис. 1)  выше сказанное изображено графически.

Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия двигателя центробежного насоса представляет собой отношение полезной мощности к потребляемой. Обозначается он буквой η (эта). Схематически все это изображено на (Рис. 2) 

η=(Р2/Р1)*100

КПД двигателя, никогда не будет больше единицы (100%) ни при каких условиях, ибо «вечного двигателя» еще не изобрели, а все существующие приводы имеют потери. Потребляемая мощность P1 двигателя больше на величину возникающих в электрическом двигателе механических и тепловых потерь Pvдв. (Рис. 2).

Коэффициентом полезного действия насоса как было сказано выше, называется отношение гидравлической мощности к подводимой мощности на валу насоса, а их разность указывает на потери мощности в насосе.

η=(Р4/Р3)*100

Потери мощности в центробежном насосе также складываются из нескольких составляющих, а именно: гидравлических, механических и объёмных потерь Рvнас. (Рис. 2). Общий КПД насосов представляет собой произведение коэффициентов полезного действия объемного, гидравлического и механического. КПД насоса характеризует степень конструктивного его совершенства, как в механическом, так и гидравлическом отношении.

Потери гидравлической мощности в насосе состоят из потерь на преодоления сопротивлений (трение) в рабочем колесе и корпусе во время движения жидкости от всасывающего патрубка, к напорному патрубку и вихревых потерь. Потери на преодоление сопротивления трения очень сильно зависят от конструктивных особенностей насосов размеров их проточной части, качества обработки (шероховатости) стенок и поверхностей насоса. Данные потери пропорциональны квадрату скорости течения жидкости. Возникающие в насосе вихревые потери зависит от многих факторов. Очень большие вихревые потери появляются при внезапном расширении сечения или резком повороте потока жидкости. Возникают вихревые потери вследствие отрыва потока от поверхности рабочего колеса или при режимах работы насоса вне предела его рабочей характеристики. Гидравлический КПД насосов находится в пределах ηг= 0,85…0,96.

ηг=H/(H+h)

где:

Н – напор создаваемый насосом;

h – потери напора внутри насоса

Механические потери обусловлены трениями, происходящими в опорах радиальных и осевых подшипников, в механическом торцевом уплотнении, а также потери на трение о рабочую жидкость возникающие при вращении рабочего колеса и вала насоса. Механические потери также очень сильно зависят от конструкции, качества изготовления и типоразмера насоса. Механический KПД насосов находится в пределах ηм= 0,95…0,98.

ηм=(Р-Ртр)/Р

где:

Р – мощность, на валу насоса;

Ртр – потери мощности на преодоление сопротивления трения.

Объемные потери в основном возникают за счет перетекания жидкости из области с высоким давлением в область низкого давления, через зазоры между рабочим колесом и диффузором или неподвижными деталями корпуса насоса. Например, в центробежном насосе часть жидкости из спирального отвода в обход рабочего колеса перетекает обратно во всасывающий патрубок, при этом она не поступит в напорный патрубок, хотя на нее уже была затрачена энергия. КПД ηо у современных центробежных насосов составляет от 0,96 до 0,98.

ηо=Q/Qк

где:

Q – подача насоса;

Qк – расход жидкости проходящий через рабочее колесо насоса.

Произведение ηгмо и определяет общий КПД насоса. Изменение величины любого из сомножителей приводит к изменению величины и общего КПД насоса. Эта зависимость задается функцией от подачи в характеристике насоса, а на графиках изображается в виде кривой η=f(Q). Полезную мощность насоса Р (кВт) можно также определяют как произведение весовой подачи (Q) на напор (H) по формуле:

P=(pg*Q*H)/1000

где:

pg – удельный вес жидкости (Н/м3);

Q – объемная подача насоса (м/с);

H – напор насоса в (м).

На (Рис. 3) находятся рабочие характеристики серии насосов, а также зависимость характеристики MPSH и характеристики КПД от расхода.

Красным прямоугольником выделен участок кривой с самым оптимальным КПД. В каталогах заводов производителей насосного оборудования указывается рабочая характеристика насоса, характеристика подпора MPSH и характеристика коэффициента полезного действия. КПД насосов очень сильно зависит от режима их работы и конструктивных особенностей, типов, размеров и может изменяться в очень широком диапазоне. При работе в оптимальном режиме, КПД мощных центробежных нефтяных насосов может достигать 92%, а малых насосов около 60% – 75%. КПД насосов с «мокрым» ротором колеблется от 5% до 54 % у высокоэффективных циркуляционных насосов. Мощность и КПД насосов в конечном итоге определяют затраты на электроэнергию в процессе их эксплуатации. Чем тщательнее подобрано насосное оборудование под заданные параметры тем оно эффективнее и, следовательно,  менее затратно. 

Спасибо за проявленный интерес.

P.S. Понравился пост? Порекомендуйте его в социальных сетях своим друзьям и знакомым

nasos-pump.ru

Мощность циркуляционного насоса

Мощность насоса фактически – это мощность сообщаемая ему электродвигателем. Циркуляционные насосы, установленные в бытовых системах имеют довольно небольшую мощность и как следствие низкое энергопотребление. Фактически такие насосы не поднимают воду на высоту, а только способствуют её перемещению далее по трубопроводу преодолевая местные сопротивления такие как изгибы, краны и отводы.

Кроме циркуляционных насосов в систему трубопровода могут быть смонтированы насосы для повышения давления.

При использовании в трубопроводе циркуляционного насоса значительно увеличивается эффективность системы отопления дома. К тому же появляется возможность сократить диаметр трубопровода и подсоединить котел с повышенными параметрами теплоносителя.

Для обеспечения бесперебойной и эффективной работы системы отопления необходимо выполнить небольшой расчет.

Требуется определить необходимую мощность котла – эта величина будет базовой при расчете системы отопления.

Согласно СНиП 2.04.07 “Тепловые сети” для каждого дома существую свои нормы потребления тепла (для холодного времени года, т.е. минус 25 – 30 градусов цельсия).
Мощность циркуляционного насоса   для домов в 1-2 этажа требуется 173 – 177 Вт/квадратный метр
Мощность циркуляционного насоса  для домов в 3-4 этажа требуется 97 – 101 Вт/квадратный метр
Мощность циркуляционного насоса  если 5 этажей и более нужно 81 – 87 Вт/квадратный метр.

Рассчитайте площадь отапливаемых помещений Вашего дома и умножьте на соответствующее этажности Вашего дома значение.

Оптимальный расход воды, рассчитывается по простой формуле:
Q=P,
где Q — расход теплоносителя через котел, л/мин;
Р — мощность котла, кВт.

Например, для котла мощностью 20 кВт расход воды составляет примерно 20 л/мин.

мощность насоса

Для определения расхода теплоносителя на конкретном участке трассы, используем эту же формулу. Например, у Вас установлен радиатор мощностью 4 кВт, значит расход теплоносителя составит 4 литра в минуту.

Далее требуется определить мощность циркуляционного насоса. Чтобы определить мощность циркуляционного насоса воспользуемся правилом, на 10 метров длины трассы требуется 0,6 метра напора насоса. Например при длине трассы 80 метров требуется насос с напором не менее 4,8 метра.

Насос для отопления с требуемыми параметрами Вы можете посмотреть в нашем каталоге.

Следует отметить, что представленный в статье расчет носит справочный характер. Для того чтобы определить мощность центробежного насоса для Вашего дома воспользуйтесь советами наших специалистов или рекомендациями инженеров-теплотехников.

Для того, чтобы обеспечить постоянное функционирование системы отопления желательно установить два насоса. Один насос будет функционировать постоянной, второй (установленный на байпасе) – находится в резерве. При поломке или какой-то неисправности рабочего насоса, Вы всегда сможете отключить его и демонтировать из контура, а в работу вступить резервный насос. В случае когда монтаж байпасной ветки трубопровода затруднен, возможен другой вариант: один насос установлен в системе, а другой лежит в запасе на случай выхода из строя или поломки первого.

Потери мощности в насосе и КПД насоса.

Анализируя причины возникновения потерь в насосе, можно найти пути к повышению его КПД.

Все виды потерь делятся на три категории: гидравлические, объемные и механические.

Гидравлические потери – часть энергии, получаемой потоком от колеса насоса, затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений при движении потока внутри насоса, ведут к снижению высоты напора.

Объемные потери – паразитные протечки (утечки) внутри насоса в уплотнениях лопастного колеса и в системе уравновешивания осевого давления ведут к уменьшению подачи.

Механические потери – часть энергии, получаемой насосом от двигателя, расходуется на преодоление механического трения внутри насоса. В насосе имеют место: трение колеса и других деталей ротора о жидкость, трение в сальниках и трение в подшипниках. Механические потери ведут к падению мощности насоса.

Таким образом, полный КПД насоса определяется гидродинамическим совершенствованием проточной части, качеством системы внутренних уплотнений и величиной потерь на механическое трение.

Подбор необходимого насоса осуществляется по каталогу. Из выбранных насосов предпочтения отдаются тем, которые потребляют меньшую мощность и обладают более высоким КПД. Ведь показатели мощности и КПД в дальнейшем определяют затраты на электроэнергию при эксплуатации насоса.

www.nektonnasos.ru


Categories: Насос

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.