Напор и давление насоса по показаниям приборов.

Следует отметить, что напор насоса определяют при двух различных обстоятельствах:

- на работающей насосной установке по показаниям приборов (манометра, мановакууметра, вакуумметра);

- для проектируемой насосной установки, когда определяемый напор является одним из параметров, по которым выбирается сам насос.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПОРА ПО ПОКАЗАНИЯМ ПРИБОРОВ.

Как было сказано раньше, напор насоса – это прирост удельной энергии, которую насос передает жидкости. Согласно уравнению Бернулли, полная удельная энергия потока, отнесенная к массе протекающей жидкости, описывается выражением:

Э₁=Z₁ + , (27)

где Z₁ – расстояние, м, центра тяжести сечения 1-1 от плоскости сравнения; p₁ и v₁– абсолютное давление, Па, и скорость жидкости, м/с, на входе в насос (рис. 6.).

Полная удельная энергия при выходе из насоса (сечение 2-2)

Э₂=Z₂g+ . (28)

Приращение удельной энергии или полезная удельная работа составит

Э₂-Э₁ =

,

откуда давление, развиваемое насосом,

P = (Z₂–Z₁)g .

Для гидравлических расчетов применяется понятие напора, представляющего собой удельную энергию жидкости, отнесенную к

Рис. 6. единице ее веса и выраженную в метрах столба

этой жидкости. Напор, развиваемый насосом, или так называемый весовой напор равен

H = (Z₂-Z₁)+ + .

Сумма двух первых членов правой части уравнения представляет собой разность пьезометрических высот в сечении 1-1 и 2-2, отчитываемых от оси насоса, и называется манометрическим напором.

H_МАН = (Z₂-Z₁)+ . (19)

В действующих насосных установках, установленных выше уровня жидкости, напор насоса подсчитывается по формуле:

H = M₀+V₀+ , (20)

где M₀ и V₀ – показания манометра и вакуумметра, приведенные к оси насоса, м.

v_H и v_B – скорости жидкости в местах присоединения трубок манометра и вакуумметра на нагнетательном и всасывающем патрубках, м/с.

В случае работы насоса с подпором

H=M₂–M₁+ , (21)

где M₂ и M₁ – показания манометров на нагнетательном и всасывающем патрубках насоса, приведенные к оси насоса, м.

При расположении M₀ и V₀ выше оси насоса

M₀=M+h₁ , V₀=V–h₂ , (22)

где M и V – наблюдаемые показания манометра и вакуумметра, м;

h₁ и h₂ – поправки, м (расстояние между осью насоса и цапфами манометра и вакуумметра).

Пример. Определить напор насоса по показаниям приборов, если известно: насос перекачивает воду и развивает подачу 1500 л/с, манометр, который подключен к напорному патрубку насоса, показывает давление 0,36 МПа (3,6 атм.) а вакуумметр, который подключен к всасывающему патрубку, показывает вакуум 0,06 МПа (0,6 атм.). Манометр расположен на 4 метра выше оси насоса, а вакуумметр – 2 метра выше этой оси. Диаметр всасывающего патрубка насоса – 800 мм, а диаметр напорного патрубка – 600 мм.

Решение задачи. Вначале приводим показания манометра и вакуумметра до отметки оси насоса:

Р_{ман. о.н.} = Р_ман + 4 = 360000 + 4 1000 10=400000 Па

Р_{вак. о.н.} = Р_вак – 2 = 60000 - 2 1000 10 = 40000 Па.

Определяем скорость движения воды в напорном и всасывающем патрубках насоса:

V_в. = , V_{н. =}

Напор насоса Н =

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПОРА НАСОСА ДЛЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ.

Напор насоса при проектировании насосной установки определяется по формуле:

, (23)

где H_S и H_H – геометрическая высота всасывания и нагнетания напора;

h_П.В. и h_П.Н. – потери напора соответственно во всасывающем и напорном (нагнетательном) трубопроводах.

Иногда сумму величин H_S+H_H выражают через статический напор H_СТ. Следовательно, напор, развиваемый насосом Н, равен сумме геометрических высот всасывания и нагнетания плюс сумма потерь напора при движении жидкости от приемного резервуара (камеры) до излива из напорного трубопровода.

Пример. Насос с подачей 35 м³ за час перекачивает воду из колодца глубиной 4 м в бак, установленный на высоте 15 м относительно оси насоса; конечное давление в баке 2 бара (рис 7). Потери напора во всасывающем трубопроводе 0,5 м, в напорном – 2 м.

Определить полезную мощность насоса.

Решение задачи.Полезная мощность определяется по формуле 4.

Общий напор (Н) складывается:

Высота всасывания 4 м

Потери напора на всасывании 0,5 м

Высота нагнетания 15 м

Потери напора в напорном

трубопроводе 2 м_­­­

Давление в баке 2 бара 20,40 м

Общий напор 41,9 м

Полезная мощность:

35:3600х41,9х1000х9.8 = 3996 Вт.

Рис. 7