Объемная подача поршневых насосов

Напор насоса

В работающем насосе жидкости сообщается дополнительная энергия, которая расходуется на преодоление сопротивлений в напорном трубопроводе и на подъем жидкости в резервуар. Вертикальное расстояние h _вс от свободной поверхности водоема до центра насоса называется вакуумметрической высотой всасывания. Потери энергии во всасывающем трубопроводе называются потерями при всасывании Вертикальное расстояние h _н от центра насоса до уровня воды в резервуаре называется геодезической высотой нагнетания. Потери энергии в напорной линии называются потерями при нагнетании. Сумма геодезических высот h _вс + h _н, сложенная с суммой потерь энергии в системе, называется напором насоса Н:

Н = h _вс + h _н + h _wвс + h _wн. (7.9)

Напор, развиваемый насосом, представляет собой количество энергии, сообщаемое насосом единице массы перекачиваемой жидкости. Напор измеряется в метрах столба перекачиваемой жидкости или в единицах давления.

Напор, развиваемый работающим насосом, можно определить также по формуле (7.9) с использованием показаний вакуумметра и манометра, которыми обычно оборудуются насосные установки (рис. 3.4):

H = h _м + h _в + Δh + (w _н² – w _в²) / (2 g), (7.10)

где Н – напор насоса, м;

h _м – показание манометра, выраженное в метрах столба перекачиваемой жидкости;

h _в – показание вакуумметра, выраженное в метрах столба перекачиваемой жидкости;

Δh – вертикальное расстояние между точками присоединения манометра и вакуумметра, м;

w _н, w _в – скорости в нагнетательной и всасывающей линиях (в местах присоединения манометра и вакуумметра), м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с².

Одним из основных технических показателей насоса является также давление насоса р:

р = р _к – р _н + ρ (w _к² – w _н²) / (2 g) + ρ g (z _к – z _н), (7.11)

где р _к, р _н – давление на выходе и на входе в насос, Па;

ρ – плотность жидкой среды, кг/м³;

w _к, w _н – скорость жидкой среды на выходе и на входе в насос, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

z _к, z _н – высота центра тяжести сечения выхода и входа в насос, м.

Напор насоса Н и давление насоса р связаны между собой зависимостью

Н = р / (ρ g), (7.12)

где ρ – плотность жидкой среды, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с².

Объемной подачей насоса называется отношение объема подаваемой жидкой среды ко времени.

Q = V / τ, (7.13)

где V – объема подаваемой жидкой среды, м³;

τ – время, с.

Определим объемную подачу для однопоршневого насоса одностороннего действия. Объем жидкости за один ход поршня равен:

V = F S,

где F – площадь поршня, м²;

S – ход поршня, м.

Если за 1 с поршень совершает n двойных ходов (оборотов кривошипа), то его теоретическая подача равна:

Q _т = F S n.

Так как число двойных ходов поршня связано в угловой скоростью ω, рад/с,

выражением n = ω / (2 π), то можно записать, что теоретическая подача насоса равна

Q _т = F S ω / (2 π). (7.14)

Действительная подача Q меньше теоретической вследствие запаздывания в закрытии нагнетательных и всасывающих клапанов, неплотности клапанов, сальниковых и поршневых уплотнений и выделения воздуха из засасываемой жидкости. Действительная подача однопоршневого насоса одностороннего действия составляет:

Q = η ₀ Q _т = η ₀ F S ω / (2 π), (7.15)

где η ₀ – объемный коэффициент действия, величина которого зависит от конструкции насоса (обычно 0,85…0,99)

Действительная подача однопоршневого насоса двустороннего действия равна:

Q = η ₀ (2 F – f) S ω / (2 π), (7.16)

где f – площадь сечения штока, м².

Действительная подача трехпоршневого насоса одностороннего действия равна утроенной подаче однопоршневого насоса одностороннего действия, т. е.

Q = 3 η ₀ F S ω / (2 π). (7.17)

У двухпоршневого насоса двустороннего действия действительная подача равна удвоенной подаче однопоршневого насоса двустороннего действия:

Q = η ₀ (2 F – f) S ω / π. (7.18)

Дата добавления: 2014-01-07