Характеристика центробежного насоса

Формула полного КПД ЦН

Объемные потери в ЦН. Объемный КПД.

Объемные потери связаны с потерями мощности при утечках через щелевые уплотнения колеса (рис.3.3).

Схема щелевого уплотнения указана на рнс.11.1

Риc.11.1

1 - корпус, 2 - рабочее колесо, 3 - кольцо.

Расчет утечек через щелевое уплотнение осуществляется с помощью формулы истечения гидравлики

(20)

В целом утечки в насосе определяются объемным КПД:

(25)

где Q_T - теоретическая подача рабочего колеса.

Полный КПД насоса с учетом составляющих потерь можно представить следующим образом:

(26)

т е КПД насоса равен произведению гидравлического, объемного и механического КПД

Полный к.п.д. насоса весьма информативная характеристика. Глубокий грамотный анализ его во времени позволяет судить об уров­не эксплуатации оборудования, в экономичности его использования.

Из таблиц полный К.П.Д. насосов равен:

НПВ 150- 60………72%

НПВ 5000-120……85%

НМ 1250- 260…….80%

НМ 10000-210……89%

Постоянное поддержание высокого значения к.п.д. насосов - основной метод экономии расхода электроэнергии.

Зависимость (26) показывает что на величину к.п.д. влия­ет ряд факторов. Анализ эксплуатации магистральных насосов показывает, что величина к.п.д. определяется следующими основными факторами:

1) уровнем гидродинамического совершенства конструкции;

2) качеством изготовления насоса и соответствием чертежам;

3) культурой эксплуатации насоса.

Последняя требует хорошей сборки насоса с низким уровнем виб­рации, поддержания малых зазоров целевых уплотнения, хорошей экс­плуатации подшипников и так далее.

Характеристикой центробежного насоса называется графическая зависимость напора Н, мощности N и КПД от подачи насоса Q при постоянных оборотах и свойствах перекачиваемой жидкости.

Уравнение Эйлера выглядит так

Уравнение неудобно для использования при расчетах, так как оно не содержит в себе расхода Q

Можно преобразовать уравнение так, чтобы напор H_Т¥ выразить как функцию рас­хода Q и размеров колеса

H_Т¥ = U₂/g {U₂ - Q / 2pr₂b₂tg b₂}

При этом

U₂=ω R₂

Если Q = 0, то H_Т¥ = U₂²/g или H_Т¥ = ω² R²₂/g

Это уравнение позволяет построить характеристику идеально­го центробежного насоса, т.е график зависимости напора, созда­ваемого насосом, от расхода при постоянном числе оборотов коле­са.

Как видно из уравнения, характеристика такого насоса представляет собой прямую Однако наклон этой прямой зависит от того, какое значение имеет угол лопатки.

Более выгодной, а потому и наиболее часто употребляемой явля­ется лопатка, загнутая назад, т.е. такая, у которой угол b_{2 2}<90°. В большинстве случаев этот угол делают равным примерно 30°.

Для наглядного построения расчетной характеристики насоса при n=const в системе координат H по Q при n=const нанесем в виде двух на­клонных прямых теоретические характеристики насоса при z=¥ и при конечном числе лопаток z.

Затем ниже оси абсцисс построим кривые изменения двух рассмотренных выше слагаемых суммарной потери напора в насосе h₁ и h₂. Сложив ординаты этих двух кривых, получим кривую изменения ∑ h_нас в функции расхода. Далее произведем вычитание ∑ h_нас из H_Tz и получим кривую H_нас= f(Q), т.е. действительную характеристику насоса при постоянном числе оборотов.

Кривая H_нас= f(Q) является типич­ной для центробежного насоса.

Характеристика насоса снимается обычно в стендовых условиях на холодной воде. Режим Q₀ , которому соответствует максимальное значение КПД называется оптимальным (безударным). На этом режиме отсутствуют ударные потери.

Зона режимов в пределах 0,8 Q_o -1,2 Q_o называется рабочей зоной. Эксплуатация насоса рекомендуется в этой зоне, где КПД уменьшается по сравнению с не более чем на 2-3 %.

На характеристике насоса нанесена четвертая кривая - кавитационная характеристика.

Дата добавления: 2014-01-07