Основные параметры лопастных машин

К рабочим параметрам насоса относится его подача, напор, мощность, частота вращения лопастного колеса, КПД.

Подачей насоса называют количество жидкости, проходящий через выходной патрубок в единицу времени. Объёмная Q подача насоса – отношение объёма жидкости, проходящей через напорный патрубок к промежутку времени, за которое происходит перемещение этого объёма жидкости. Единицы измерения: м³/с, л/с.

Напор H – это разность энергий единицы веса жидкости в сечении потока после насоса и перед ним. В случае установившегося движения жидкости из уравнения Бернулли напор равен:

, м

где е₁ и е₂ – удельная энергия потока жидкости на входе в рабочее колесо и на выходе из него;

р – давление;

z – энергия положения (потенциальная энергия);

α – коэффициент Кориолиса, учитывающий неравномерность распределения скоростей жидкости по сечению;

υ – средняя скорость потока в данном сечении.

Потребляемая мощность насоса N – это энергия, подводимая к нему от двигателя за единицу времени:

, Вт

где М – крутящий момент на валу, Н·м;

ω – угловая скорость рабочего колеса.

Полезная мощность насоса N_п – это энергия, приобретённая за единицу времени жидкостью, прошедшей через насос:

, Вт

где ρ – плотность жидкости.

Мощность насоса больше полезной мощности N_п на величину потерь в насосе. Эти потери оцениваются КПД насоса η, который равен отношению полезной мощности к потребляемой:

.

Рис. 5.5. Баланс энергии в лопасном насосе

К насосу подводится мощность N. Потери мощности в насосе делят на механические, объёмные и гидравлические.

Механические потери – это потери на трение в подшипниках, в уплотнениях вала и на трение наружной поверхности рабочих колёс о жидкость (дисковое трение). Мощность, остающаяся за вычетом механических потерь, передаётся рабочим колесом жидкости. Её принято называть гидравлической. Величина механических потерь оценивается механическим КПД (рис. 5):

Объёмные потери – это утечки жидкости в рабочем колесе, обусловленные большим давлением на выходе из рабочего колеса чем на входе. Оценивают объёмным КПД:

,

Гидравлические потери – это потери на преодоление гидравлического сопротивления подвода, рабочего колеса и отвода , оцениваются гидравлическим КПД насоса:

.

Полный КПД насоса:

.