Насосная установка и ее характеристика

На рисунке изображена схема насосной установки. К насосу 7, приводимому от электродвигателя 6, жидкость поступает из прием­ного резервуара 1 по подводящему трубопроводу 12. Насос нагнетает жидкость в напорный резервуар 2 по напорному трубопроводу 3. На напорном трубопроводе имеется регулирующая задвижка 8, при помощи которой изменяется подача насоса. Иногда на напорном трубопроводе устанавливают обратный клапан 10, автоматически перекрывающий напорный трубопровод при остановке насоса и препятствующий благодаря этому возникновению обратного тока жид­кости из напорного резервуара. Если давление в приемном резервуаре отличается от атмосферного или насос расположен ниже уровня жидкости в приемном резервуаре, то на подводящем трубопроводе устанавливают монтажную задвижку 11, которую перекрывают при остановке или ремонте насоса. В начале подводящего трубопровода часто предусматривают приемную сетку 13, предохраняющую насос от попадания твердых тел, и пятовой клапан 14, дающий возможность залить насос и подводящий трубопровод жидкостью перед пуском. Работа насоса контролируется по расходомеру 4, который измеряет подачу насоса, по манометру 5 и вакуумметру или манометру 9, дающим возможность определить напор насоса.

 

Назовем уровни свободной поверхности жидкости в приемном и напорном резервуаре приемным и напорным уровнями; разность H_Г высот напорного и приемного уровней — геометрическим напором насосной установки.

Для того чтобы перемещать жидкость по трубопроводам установки из приемного резервуара в напорный, необходимо затрачивать энер­гию на подъем жидкости на высоту H_Г, на преодоление разности дав­лений р" — р' в резервуарах и на преодоление суммарных гидравли­ческих потерь Σh_п всасывающего и напорного трубопроводов. Таким образом, энергия, необходимая для перемещения единицы веса жид­кости из приемного резервуара и напорный по трубопроводам уста­новки, или потребный напор установки:

 

Где — статический напор установки.

 

Напор насоса затрачивается на подъем жидкости на полную геометрическую высоту Нг, преодоление разности давлений в напорной и приемной емкостях и гидравлических сопротивлений во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.

Характеристикой насосной установки называется зависимость потребного напора от расхода жидкости. Геометрический напор H_Г, давления р" и р' и, следовательно, статический напор Н_СТ от расхода не зависят.

 

При турбулентном режиме гидравлические потери пропорциональны расходу во второй степени:

где к — сопротивление трубопроводов насосной установки.

На рисунке справа изображена характеристика насосной уста­новки, слева — схема установки. Уровни, на которых размещены элементы установки, на схеме вычерчены в масштабе оси напоров графика. Уровень в прием­ном резервуаре совмещен с осью абсцисс. Так как статический напор установки от подачи насоса не зависит, характеристика насосной установки представляет сум­марную характеристику под­водящего и напорного трубопроводов сме­щенную вдоль оси напоров на величину Н_СТ.

 

Характеристика насос­ной установки

Для определения напора действующего насоса пользуются показаниями установленных на нём манометра (р_м)и вакуумметра (р_в).

р_{н =} р_{м +} р_а

р_{вс =} р_{а -} р_в

где р_а – атмосферное давление

р_н – давление в напорном патрубке

р_вс – давление во всасывающем патрубке

 

Следовательно,

Напор действующего насоса может быть определён, как сумма показаний манометра и вакуумметра (выраженных в м столба перекачиваемой жидкости) и расстояния по вертикали между точками расположения этих приборов.

Если давления в приёмной и напорной емкостях одинаковы (р'= р''), то уравнение напора примет вид:

Н = Н_г + h_п

При перекачивании жидкости по горизонтальному трубопроводу (Н_г = 0):

Н = (р'' – р') / ρg + h_п

В случае равенства давлений в приёмной и напорной емкостях для горизонтального трубопровода (р'= р'' и Н_г = 0) напор насоса

Н = h_п