Мощность и к.п.д. поршневого насоса

Рисунок 6.25

Мощность, потребляемая насосом N_ДВ, расходуется на полезную мощность Nn и потери мощности на утечки через неплотности ∆NY, на гидравлические сопротивления в клапанах, каналах насоса и участках трубопроводов до мест установки приборов давления ∆NГ, на механическое трение ∆Nмех уплотнениях, опорах, кривошипно-шатунном механизме, редукторе и др. (см.рис.6.25).

Полезная мощность равна

где Q, р, Н - подача, давление, напор, замеряемые соответственно расходомером, манометром М на нагнетании и мановакуумметром МВ на всасывании насоса с учетом их установки, а именно:

где р₀ - давление окружающей среды; (z_H -z_B) – расстояние между

центрами тяжести установки приборов давления.

Если воспользоваться индикаторной диаграммой изменения давления в цилиндре, полученной расчетным или опытным путем (рисунок 6.23 или 6.27), то определив средне индикаторное давление найти работу, совершаемую поршнем:

Тогда индикаторная мощность насоса определится

где F,S,n - площадь, длина хода и число двойных ходов поршня в секунду.

Так как идеальная подача однопоршневого насоса одностороннего действия QТ= FSn, то индикаторная мощность такого насоса составит:

.

Для насосов, имеющих много рабочих камер, индикаторная мощность определяется для каждой камеры отдельно и суммируется.

Важным показателем работы насоса является его к.п.д., который характеризует насос с точки зрения его конструкции, состояния, качества изготовления деталей и условий эксплуатации. Это есть отношение полезной мощности и потребляемой

Если сравнить мощность полезную с индикаторной, то получим индикаторный к.п.д, дающий оценку эффективности работы гидравлической части насоса:

Известно, что потери мощности на утечки можно оценить объемным коэффициентам (коэффициентом подачи)

а потери мощности на гидравлические сопротивления - гидравлическим к.п.д.

поэтому индикаторный к.п.д. равен

Сравнение индикаторной мощности с потребляемом позволяет оценить влияние механических потерь мощности, т.е. определить механический к.п.д.

Таким образом, к.п.д. насоса — это произведение индикаторного к.п.д. на механический

.

К.п.д. поршневых насосов обычно составляет 0,6-0,85, нижний предел относится к малым насосам, более высокие к.п.д. имеют насосы больших размеров.

При выборе двигателя для приводных насосов учитываются потери мощности в передаче между двигателем и насосом, в самом двигателе, а также возможные перегрузки при отклонениях режима работы насоса от расчетного (коэффициент запаса выбирается для малых насосов 1.2 ÷1.5, а для больших —1.1 ÷1.5).