Теоретичні відомості. Під геометричною висотою всмоктування розуміють різницю між горизонтом вісі насосу і вільним рівнем рідини в резервуарі

Під геометричною висотою всмоктування розуміють різницю між горизонтом вісі насосу і вільним рівнем рідини в резервуарі, з якого вона відкачується. Рух рідини по підводячій трубі від поверхні вільного рівняв резервуарі до перерізу входу в колесо насоса

Рис. 1.29.

здійснюється за рахунок початкової енергії рідини, тобто тиску, під яким знаходиться рідина (в основному атмосферним). У зв'язку з цим запас енергії в рідині, яка переміщується по підводячій трубі, та тиск в ній зменшуються. Стан рідини, що переміщується від вільного рівня до входу в насос, описується рівнянням:

(2.1)

 

де Р_а —тиск на поверхню вільного рівня рідини у резервуарі, \\іус; р— щільність рідини, кг/м³; Рь —тиск рідини на рівні входу в насос, Н/м; Нь~ геометрична висота всмоктування, м; АНь —втрати напору на подолання опорів в підводячій лінії, м;

Сь,—швидкість рідини при вході в колесо, м/с;

£;—прискорення вільного падіння тіл, м/с.

Сумму Нь+ДНь+їСь^&ї—Іг/ак називають вакуумметртною висотою всмоктування, 3 іншого боку ця висота дорівнює різниці напорів на вільній поверхні рідини в резервуарі та рідини на вході в насос.

ТІ вак

(2-2)

Таблиця 2.1.

Температура рідини, К	Р,,м.в.ст.
	0,24
	0,76
	4,07
	4,87
	10,30

 

Умови всмоктування рідини в насос суттєво впливають на режим його роботи. Якщо тиск в рідині Р зменшується до тиску пароутворення Р, (це відбувається в області перед входом рідини на лопатки колеса), то рідина закипає, створюючи порожнини, заповнені паром і частково газами, що виділяються з рідини. Потік рідини приносить ці порожнини в канали колеса, тобто в область з збільшеним тиском, де пари знов конденсуються. В момент завершення конденсації частки рідини миттєво зупиняються, при цьому кінетична енергія часток перетворюється в енергію пружкьої деформації. Оскільки рідина практично не стискається, то відбувається місцевий гідравлічний удар.

Такий процес закипання та конденсації рідини в потоці, який супро­воджується гідравлічними ударами, називається кавітацією. Кавітація тягне за собою руйнування коліс та ін. деталей, зменшує ККД, напір та подачу насоса. Тому, для забезпечення надійної роботи насоса допустима в експлуатації висота всмоктування повинна складати:

-лнь

(2.3/

— IV Р8

Н =(0,80...0,85)-

і-С

в.ооп.

де (о— швидкість обертання насоса, рад/с;

<2 —подача насоса, м³/с;

О800... 1000—кавітаційний коефіцієнт насоса. Тиск пароутворення в рідині залежить від температури і приводиться в таблиці 2.1.

Роботу відцентрового насоса характеризують наступні параметри:

£>— продуктивність (витрати, подача) — кількість рідини, що переміщується насосом за одиницю часу через одиницю перерізу;

Н — напір — кількість енергії, яка передається насосом одиниці ваги рідини;

N— ефективна потужність— кількість енергії, яка перетворюється в насосі (підведена до його вала) за одиницю часу;

_ч— коефіцієнг корисної дії (ККД)—-відношення кількості енергії, яка передається насосом рідині за одиницю часу (гідравлічна потужність насоса) до його фактичної потужності.

Відцентрові насоси, як і всі гідравлічні машини, мають здатність до саморегулювання, тобто змінюють параметри які характеризують його роботу, в залежності від умов експлуатації. У кожному конкретному випадку сукупність числових величин витрат, напору, ККД і потужності дають уяву про одиничний експлуатаційний

II. м '1

режим насоса при деякій постійній частоті обертання робочого колеса. Сукупність можливих експлуатаційних режимів насоса, звичайно, задають у вигляді графіків залежностей його напору, потужності і ККД від витрат рідини і називають іх експлуата­ційними характеристиками (рис. 2.1).

Рис 2.1. Схема установки, на якій проводяться

випробування відцентрового насоса в лабораторії, приведена на рис.2.2. Після заливки та пуску насоса 4 в його підводячому патрубці З створюється розрідження і під впливом атмосферного тиску рідина із резервуара 1 по підводячому трубопроводу 3, до якого прироблено забірний пристрій 2 з фільтром та приймальним клапаном.поступає в насос. Проходячи через насос, вода набуває запас енергії і по напірному трубопроводу 8 поступає у зливний резервуар 10, який використовується як мірна ємність для точного визначення продуктивності насоса. Зміна режиму роботи насоса здійснюється регулювальною засувкою 7.

Повний напір насоса визначається за формулою:

м

(2.4)

де Н — перевищення розміщення манометру над рівнем осі обертання робочого колеса, м;

Н_м і Нь — відповідно показання манометра та вакуумметра, м.

 

Корисна або гідравлічна потужність насоса розраховується за формулою:

102

(2.5)

де /> щільність рідини. Ефективну потужність на валу двигуна розраховуємо за формулою:

(2.6)

М_е=і/^-10~³-7]_д, кВт

де Ц— показання вольтметра на випрямлячі. В; З— показання амперметра А; щ — ККД двигуна. Тоді ККД насоса визначиться:

/V

(2 7)