Трубопроводы с насосной подачей жидкости

Трубопровод с насосной подачей может быть разомкнутым, т. е. таким, по которому жидкость перекачивается из одной емкости в другую (рис. 1.100, а) или замкнутым (кольцевым), в котором циркулирует одно и то же количество жидкости (рис, 1.100, б).

Рассмотрим разомкнутый трубопровод, по которому насос перекачивает жидкость, например, из нижнего резервуара с давлением р₀ в другой резервуар (или в камеру) с давлением р₃. Высота расположения оси насоса относительно нижнего уровня Н₁ называется геометрической высотой всасывания, а трубопровод, по которому жидкость поступает к насосу, всасывающим трубопроводом, или линией всасывания. Высота расположения конеч­ного сечения трубопровода, или верхнего уровня жидкости H₂ называется геометрической высотой нагнетания, а трубопровод, по которому жидкость движется от насоса, напорным, иля линией нагнетания.

Составим уравнение Бернулли для потока жидкости во всасы­вающем трубопроводе, т. е. для сечений 0 — 0 и 1 — 1 (принимая α = 1)

(1.149)

Уравнение (1.149) является основным для расчета всасывающих трубопроводов. Оно показывает, что процесс всасывания, т. е. подъем жидкости на высоту Н₁, сообщение ей кинетической энергии и пре­одоление всех гидравлических сопротивлений происходит за счет использования (с помощью насоса) давления р₀

Рис.1.100. Трубопроводы с насосной подачей

Запишем уравнение Бернулли для движения жидкости по напор­ному трубопроводу, т. е. для сечений 2—2 и 3—3.

(1.150)

Левая часть уравнения (1.150) представляет собой энергию жидкости на выходе из насоса, отнесенную к единице веса.

Аналогичная энергия жидкости перед входом в насос:

Найдем Это энергия сообщается жидкости насосом, поэтому она носит название напора, создаваемого насосом:

Для нахождения Н_нас вычтем последнее уравнение из уравне­ния (1.150):

Или

Сравним полученное выражение с формулой для потребного напора. Очевидно, что:

При установившемся течении жидкости в трубопроводе насос развивает напор, равный потребному.

Характеристикой насоса называется зависимость напора, создаваемого насосом, от его подачи (расхода жидкости) при постоянной частоте вращения вала насоса. На рис. 1.101 дано два варианта графика: а — для турбулентного режима течения в тру­бопроводе и центробежного насоса и б — для ламинарного режима и объемного насоса.

Рис. 1.101. Графическое нахождение рабочей точки

В точке пересечения кривой потребного напора и характеристики насоса имеем равенство между потребным напором и напором, созда­ваемым насосом. Эта точка называется рабо­чей точкой, так как всегда реализуется режим работы насоса.

Для замкнутого трубопровода (рис, 1.100, б) геометрическая высота подъема жидкости равна нулю (∆z = 0), следовательно, при v₁ = v₂:

Замкнутый трубопровод обязательно должен иметь расширитель­ный, или компенсационный бачок, соединенный с одним из сечений трубопровода.

При наличии расширительного бачка, присоединенного к тру­бопроводу, как показано на рис. 1.100, б, давление перед входом в насос:

По величине р₁ можно подсчитать давление в любом сечении замкнутого трубопровода. Если давление в бачке р₀ изменить на некоторую величину, то во всех точках данной системы давление изменится на ту же самую величину.

Бачок можно включить также в замкнутый трубопровод, как показано на рис. 1.100, 6 штриховой линией.

Дата добавления: 2015-06-27