В чем измеряется двигатели насосов

КПД центробежных насосов

Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов

Гидравлическая мощность насоса

P_Г = ρ x g x Q x H [Вт]

ρ — плотность жидкости [кг/м 3 ]
g — ускорение свободного падения [м/сек 2 ]
Q — расход [м 3 /сек]
H — напор [м]

Для насосов, у которых всасывающий и напорный патрубки имеют одинаковый диаметр и находятся на одном уровне, напор можно рассчитать по упрощённой формуле:

H = (p₂ — p₁) / (ρ x g) [м]

p₂ — давление на напорном патрубке [Па]
p₁ — давление на всасывающем патрубке [Па]

Таким образом, гидравлическая мощность насоса пропорциональна перепаду давления и расходу:

Если диаметр напорного патрубка меньше диаметра всасывающего патрубка, то для расчёта гидравлической мощности насоса напор необходимо увеличить на величину:

v₂ — скорость жидкости в напорном патрубке [м/с]
v₁ — скорость жидкости во всасывающем патрубке [м/с]
Q — расход [м 3 /с]
g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]
d₂ — внутренний диаметр напорного патрубка [м]
d₁ — внутренний диаметр всасывающего патрубка [м]

Если напорный и всасывающий патрубок расположены не на одной линии, то напор нужно ещё увеличить на разницу высот между двумя патрубками:

Потребляемая мощность насоса

Если вал насоса жёстко соединён с валом двигателя, то потребляемая мощность насоса равна механической мощности на валу электродвигателя.

КПД насоса

КПД насоса равен отношению гидравлической мощности к потребляемой:

Насос выбирается так, чтобы в рабочей точке его КПД был максимальным (см. рис.).

Механическая мощность на валу электродвигателя:

η_Д — КПД электродвигателя,
P_Э — электрическая мощность, потребляемая двигателем из сети.

Электрическая мощность, потребляемая 3-х фазным электродвигателем из сети

P_Э = √3 х U х I х cos φ

U — напряжение сети [В]
I — ток, потребляемый электродвигателем [А]
cos φ — косинус угла между векторами тока и напряжения

Выводы: как вычислить КПД насоса

• С помощью специального прибора с токовыми клещами измеряем электрическую мощность P_Э, потребляемую электродвигателем из сети. Если электродвигатель работает от преобразователя частоты, то ПЧ сам измеряет мощность и сохраняет это значение в одном из своих параметров
• С шильдика электродвигателя списываем его КПД и вычисляем мощность на валу P_В. На шильдике, конечно, указана и номинальная мощность электродвигателя, но в данном случае нас интересует мощность электродвигателя в рабочей точке насоса
• Если между двигателем и насосом существует жёсткая механическая связь (а не ременная передача, редуктор или муфта с проскальзыванием), то считаем потребляемую насосом мощность Р_П равной мощности на валу электродвигателя Р_В
• Измеряем перепад давления на напорном и всасывающем патрубках и вычисляем напор (если необходимо, то корректируем его с учётом разницы диаметров и высот напорного и всасывающего патрубков)
• Измеряем расход и рассчитываем гидравлическую мощность насоса Р_Г
• Вычисляем КПД насоса.

Если КПД насоса оказался ниже, чем вы ожидали, то стоит задуматься о профилактике, ремонте или замене насоса.

Источник

Как разобраться в характеристике насоса. Просто и понятно про напор и подачу насоса.

Каждый насос предназначен для подачи воды в нужное место, в жилых домах это кран, а на предприятии это могут быть конденсаторы, градирни, охлаждающие контуры реакторов или любые другие сети.

Насос имеет основные показатели:

Q – подача ( это тот объем воды, который насос способен передать за единицу времени) обычно она измеряется в м3/ч или м3/с;

Н – напор, измеряется в метрах и выражает силу толкания воды, если по простому то это давление на которое насос способен вытолкнуть столб воды вертикально в вверх;

КПД – ну это всем известная величина и выражает коэффициент полезного действия, попросту на сколько эффективно работает насос потребляя энергию.

N – мощность, тут проще простого, это потребление энергии необходимое для получения значений Q и Н;

∆h – тут гораздо интереснее, но это очень важный показатель для нормальной работы насоса, кавитационный запас характеризует то необходимое давление над осью рабочего колеса насоса, который позволит ему работать бесперебойно.

Вот эти 5 показатель присутствуют на всех характеристиках насоса.

На примере выше видны кривые всех тех величин, что мы определили в начале. Судя по ним мы всегда можем определить примерное потребление мощности насоса в нужной нам точке, а так же с легкостью сказать какой подачей и напором будет обладать насос в рабочей зоне.

Судя по примеру насос может работать на минимальной подаче примерно 3700м3/ч с напором 37м и максимальной 6800м3/ч с напором 25м, это отражает кривая помеченная буквой Н.

Источник

Технические параметры насосов, единицы их измерения

Классификация насосов.

Насосная установка – комплекс оборудования для подачи воды насосам.

Насосная станция– комплекс инженерных сооружений и оборудования для подачи воды насосам.

Гидротехнический узел машинного водоподъема– комплекс гидротехнических и инженерных сооружений, а также оборудования для подачи воды насосами.

Технические параметры насосов, единицы их измерения

Насос – гидравлическая машина для создания потока жидкой среды

Работа любого насоса характеризуется следующими техническими параметрами: подача, напор, мощность, КПД, высота всасывания.

Подача насоса – объём жидкой среды, подаваемой насосом в единицу времени: Q=V/T (м 3 /с, м 3 /ч, л/с).

Напор(м) – приращение удельной энергии потока жидкой среды при прохождении его через рабочие органы насоса. Бывает манометрический (на основании показателей прибора), требуемый (расчетный – определяется на основании расчетной схемы).

Манометрический напор:

ρм — давление, показываемое манометром, Па; давление, показываемое вакуумметром, Па; — превышение положения вакуумметра над точкой его подключения, м; — превышение положения манометра над точкой его подключения, м; z— разность уровней сечений (1-1) и (2-2), м;

Требуемый напор:

Мощность полезная – мощность предаваемая насосом перекачиваемой жидкой среде

Мощность – мощность, потребляемая насосом от привода(электродвигателя).

, где Мкр – крутящий момент вала насоса, w – угловая частота вращения вала насоса.

КПД(%) — отношение совершённой полезной мощности, к мощности потребляемой насосом от привода. , , где — объёмный КПД, — механический КПД, — гидравлический КПД.

Высота всасывания насоса(м): -геометрическая – разность отметок 2х плоскостей, одна из которых проходит через область с min давлением (вход в рабочее колесо), 2ая совпадает со свободной поверхностью жидкой среды в источнике.

-вакуумметрическая – разность между атмосферным и полным давлениями на входе в насос.

Схема и принцип работы центробежных насосов

патрубок; 4—спиральная камера (корпус насоса); 5—лопатки рабочего колеса; 6—рабочее колесо; 7—вал; 8 — направление вращения рабочего колеса

В центробежных насосах передача энергии перекачиваемой жидкой среде осуществляется за счет взаимодействия лопаток рабочего колеса с потоком. Под действием центробежной силы жидкая среда перемещается от центра рабочего колеса (всасывающая полость) к его периферии (напорная полость).Рабочее колесо приводится во вращение от электродвигателя через вал. Конструктивно колесо представляет собой два диска, скрепленные между собой лопатками. Рабочее колесо помещается в корпусе насоса, выполненном в виде отводящей камеры. С торцевой стороны в центре корпуса прикрепляется всасывающий патрубок, через который по всасывающей трубе подводится перекачиваемая жидкая среда. От насоса жидкая среда отводится через напорный патрубок, к которому присоединяется напорный трубопровод. Если корпус насоса заполнить жидкой средой и рабочему колесу придать вращение с соответствующей частотой, лопатки колеса будут отбрасывать ее от центра к периферии. В результате на входе в рабочее колесо возникнет вакуумметрическое давление и перекачиваемая жидкая среда по всасывающему трубопроводу будет подходить к рабочему колесу. Таким образом устанавливается непрерывная подача насосом. Из рабочего колеса жидкая среда выходит с большой скоростью (15. 20 м/с), и во избежание больших потерь напора подавать ее непосредственно в трубопровод нельзя. Постепенное преобразование динамического напора в статический происходит в диффузоре.

Идеальная и действительная подачи центробежного насоса

Идеальная подача насоса без учёта стеснения потока лопатками определяется как произведение площади сечения на выходе из рабочего колеса на радиальную составляющую абсолютной скорости (так как эта составляющая нормально к площади сечения):

С учётом стеснения потока лопатками:

Действительная подача насоса отличается от теоретической объёмными потерями:

Явление кавитации в насосах

Теоретически при условии и геометрическая высота всасывания . Однако в реальных условиях её предельное значение ниже по следующим причинам. Во всасывающем трубопроводе при понижении давления до критического значения (в практических расчетах за критическое давление принимают давление насыщенного пара при данной температуре перекачиваемой жидкости) из жидкой среды начинают выделяться пузырьки пара и растворённого в ней газа. Увлекаясь далее потоком в область повышенного давления, пар конденсируется и пузырьки захлопываются. Описанное явление называется кавитацией.

Конденсация пара происходит за очень короткий промежуток времени, и при захлопывании пузырьков в результате гидравлических ударов возникают ударные волны. При многократном воздействии ударных волн обтекаемая жидкой средой поверхность разрушается, т.е. происходит кавитационная эрозия. Поверхность становится пористой, параметры шероховатости её увеличиваются. Особенно сильно кавитационной эрозии подвержены чугун и углеродистая сталь, наиболее устойчивы нержавеющая сталь и бронза. При возникновении кавитации нарушается сплошность потока, что приводит к резкому снижению напора, подачи и КПД. Кроме того, работа насоса в кавитационном режиме сопровождается характерным потрескивающим шумом и вызывает вибрацию установки.

При расчете предельной геометрической высоты всасывания необходимо исключать условия возникновения кавитации, чтобы не возникла кавитация, полный напор на всасывающей стороне насоса должен быть больше напора насыщенного пара при данной температуре на значение кавитационного запаса :

Подбор насоса

Графический метод. При этом методе на одном графике строят характеристики насоса и в масштабе напорной характеристики Q—Н наносят характеристику трубопровода (S), построенную па уравнению (1.34) (рис. 1.26). Точка А пересечения напорной характеристики насоса и характеристики трубопровода называется рабочей (режимной) точкой. Ее координаты Q и Н соответствуют предельному значений* подачи данного насоса в рассматриваемый трубопровод с характеристикой S. Большего расхода, чем Qa.

этот трубопровод этот насос подать не может, так как создаваемые им напоры при любых значениях Q>Qa будут меньше требуемых. Работа насоса на трубопровод при подачах меньших, чем QA>нежелательна, так как режимы его работы будут неэкономичны. В этом случае необходимо регулировать подачу. При подборе насоса для совместной его работы на трубопровод необходимо, чтобы рабочая точка А находилась в области максимального значения КПД насоса

Классификация насосов.

Насосная установка – комплекс оборудования для подачи воды насосам.

Насосная станция– комплекс инженерных сооружений и оборудования для подачи воды насосам.

Гидротехнический узел машинного водоподъема– комплекс гидротехнических и инженерных сооружений, а также оборудования для подачи воды насосами.

Технические параметры насосов, единицы их измерения

Насос – гидравлическая машина для создания потока жидкой среды

Работа любого насоса характеризуется следующими техническими параметрами: подача, напор, мощность, КПД, высота всасывания.

Подача насоса – объём жидкой среды, подаваемой насосом в единицу времени: Q=V/T (м 3 /с, м 3 /ч, л/с).

Напор(м) – приращение удельной энергии потока жидкой среды при прохождении его через рабочие органы насоса. Бывает манометрический (на основании показателей прибора), требуемый (расчетный – определяется на основании расчетной схемы).

Манометрический напор:

ρм — давление, показываемое манометром, Па; давление, показываемое вакуумметром, Па; — превышение положения вакуумметра над точкой его подключения, м; — превышение положения манометра над точкой его подключения, м; z— разность уровней сечений (1-1) и (2-2), м;

Требуемый напор:

Мощность полезная – мощность предаваемая насосом перекачиваемой жидкой среде

Мощность – мощность, потребляемая насосом от привода(электродвигателя).

, где Мкр – крутящий момент вала насоса, w – угловая частота вращения вала насоса.

КПД(%) — отношение совершённой полезной мощности, к мощности потребляемой насосом от привода. , , где — объёмный КПД, — механический КПД, — гидравлический КПД.

Высота всасывания насоса(м): -геометрическая – разность отметок 2х плоскостей, одна из которых проходит через область с min давлением (вход в рабочее колесо), 2ая совпадает со свободной поверхностью жидкой среды в источнике.

-вакуумметрическая – разность между атмосферным и полным давлениями на входе в насос.

Источник