Частота вращения вала насоса формула

где r — плотность перекачиваемой жидкости, [кг/м 3 ].

Подача насоса зависит от его конструкции, скорости вращения рабочего колеса, вязкости жидкости и характеристики трубопровода, по которому насос перемещает жидкость.

Формулы напора

Для лучшего понимания рекомендуется сначала обратиться к разделу Трубопроводная сеть
Определение напора на работающей насосной установке осуществляют по показаниям манометра и вакууметра:

где P_м – показания манометра, [Па]; P_в – показания вакууметра, [Па]; g=9,8 — ускорение свободного падения [м/с 2 ]; z — расстояние по вертикали между точками подключения манометра и вакууметра, [м]; d_вс — диаметр всасывающего трубопровода, [м]; d_н — диаметр напорного трубопровода, [м]; Q — подача насоса, [м 3 /с], измеренная каким-либо методом (см пункт «подача»).
Если диаметры всасывающего и напорного трубопроводов одинаковы, а z намного меньше, чем слагаемое , то формула упрощается:

Если для нахождения напора используется формула (2) или (3), то говорят, что напор определяется опытным путем. Формулы (2) и (3) пригодны для определения напора, если перед насосом получается разрежение. Потренероваться в определении напора можно зайдя по этой ссылке. Если же перед насосом действует избыточное давление, то для определения напора нужно использовать методику, описание которой приводится в этой ссылке.
Следующая формула используется, когда проектируется насосная установка и известны ее параметры.

где H_г – геометрический напор, [м]; P₁, P₂ – давления в расходном и приемном резервуарах, [Па]; λ_вс, λ_н — коэффициенты трения во всасывающем и напорном трубопроводах; l_вс, l_н — длины всасывающего и напорного трубопроводов, [м]; ξ_вс, ξ_н – коэффициенты местных сопротивлений всасывающего и напорного трубопроводов.
Для нахождения напора по этой формуле, нужно задаться численным значением подачи жидкости в данной насосной установке. Напор, найденный по формуле (4) называют потребным напором, то есть напором, который требуется создать с помощью насоса для обеспечения заданной подачи жидкости насосной установкой. Вообще, формула (4) является математическим выражением напорной харатеристики трубопроводной сети. Смысл этой формулы рассмотрен в разделе Напорная характеристика сети. Полезная мощность – это энергия, отдаваемая жидкости за единицу времени при работе насоса. Полезная мощность обозначается N_п, измеряется в СИ в Ваттах [Вт].
Полезную мощность можно определить по формуле:

Общий к.п.д. (коэффициент полезного действия) насоса — это отношение полезной мощности к мощности на валу.

(6)

Общий к.п.д. выражает, какая доля потребляемой насосом энергии преобразуется в полезную энергию. Полезная энергия — это энергия, отдаваемая жидкости. Потребляемая энергия — это энергия, затрачиваемая двигателем при вращении рабочего колеса насоса. Полезная энергия меньше, чем потребляемая, так как в процессе преобразования энергии, осуществляемого центробежным насосом, часть энергии неизбежно теряется. К.п.д. насоса оценивает его энергетическое совершенство. Чем больше к.п.д. насоса, тем эффективней он использует потребляемую энергию. Зависимость общего к.п.д. насоса от подачи определяется конструкцией насоса, скоростью вращения его рабочего колеса и вязкостью перекачиваемой жидкости. Мощность на валу – это энергия, потребляемая насосом за единицу времени. Другими словами, мощность на валу — это энергия, передаваемая валу рабочего колеса от электродвигателя.
Обозначается мощность на валу N_в, измеряется в СИ в Ваттах — [Вт].
Мощность на валу и полезная мощность связаны соотношением:

Мощность на валу является важным параметром, дающим представление об энергопотреблении работающего насоса.Характер зависимости мощности на валу от подачи определяется не только конструкцией насоса и скоростью вращения его рабочего колеса, но и плотностью перекачиваемой жидкости, причем чем больше плотность, тем больше мощность на валу при прочих одинаковых условиях Типичная для центробежного насоса зависимость мощности на валу от подачи представлена на рисунке. В общем, при увеличении подачи потребляемая мощность растет. Подобные графические характеристики представлены в каталогах и справочниках насосного оборудования. Однако следует иметь в виду, что эти характеристики относятся к перекачке воды, поэтому для определения действительной мощности, потребляемой насосом при перекачке жидкости, плотность которой отлична от плотности воды, нужно выполнить пересчет:

(9)

где — мощность, потребляемая при перекачке жидкости; — мощность для перекачки воды, определенная по графическим характеристикам; — плотность воды; — плотность перекачиваемой жидкости.

Допустимая высота всасывания

Прежде чем говорить о допустимой высоте всасывания, необходимо сначала разобраться, что называют высотой всасывания. Следующий рисунок поясняет смысл этого термина. Для отображения этого элемента необходимо установить плагин AdobeSVGViewer3 с сайта http://www.adobe.com/svg/viewer/install/ Высотой всасывания называют расстояние по вертикали от уровня жидкости в расходном резервуаре до всасывающего патрубка насоса. Допустимая высота всасывания — это максимальное расстояние по вертикали от уровня жидкости в расходном резервуаре до всасывающего патрубка насоса, при котором не возникает кавитации. Источник

Зависимость подачи, напора и мощности от числа оборотов насоса

Одним из приемов расширения области применения центробежных насосов является изменение их числа оборотов. Скорость вращения ротора центробежного насоса существенно влияет на его основные показатели: подачу Q, напор Н и мощность на валу насоса N. При изменении скорости вращения ротора центробежного насоса с n1 до n2 оборотов в минуту подача, напор и мощность на валу изменяются в соответствии с уравнениями: Эти соотношения называются законом пропорциональности. Из приведенных уравнений закона пропорциональности следует: По этим формулам производится пересчет характеристик насоса на новое число оборотов. Для построения новой характеристики насоса при частоте вращения n2 следует на заданной характеристике насоса Н=f (Q) при частоте вращения n1 взять несколько произвольных точек при различных подачах Q и соответствующих им значений Н. Далее, используя законы пропорциональности, следует вычислить значения расхода Q2 и напора Н2. По новым значениям Q2 и Н2 построить новые точки и через них провести новую характеристику насоса Н=f (Q) при новом числе оборотов n2. При построении кривой кпд (η-Q) пользуются тем, что кпд насоса при изменении числа оборотов в довольно широких пределах остается практически постоянным. Уменьшение числа оборотов до 50% практически не вызывает изменений кпд насоса. Определение частоты вращения вала насоса, обеспечивающей подачу заранее обусловленного расхода воды. Частоту вращения n2, соответствующую нужному расходу Q2 следует находить, используя законы пропорциональности, приведенные выше. При этом следует знать, что если взять на заданной характеристике насоса Н при частоте вращения n1, то она будет характеризоваться определенными значениями расхода Q1 и напора Н1. Далее, при уменьшении частоты вращения до n2, используя законы пропорциональности, можно получить новые значения координат этой точки. Ее положение будет характеризоваться значениями Q2 и Н2. Если еще уменьшить частоту вращения до n3, то после перерасчета получим новые значения Q3 и Н3, характеризующие точку и т.д. Если соединить все точки плавной кривой, то получим параболу, выходящую из начала координат. Следовательно, при изменении частоты вращения вала насоса значение напора и подачи насоса будут характеризоваться положением точек, лежащих на параболе, выходящей из начала координат и называемой параболой подобных режимов. Для определения Q1 и Н1, входящих в соотношения и , необходимо построить параболу подобных режимов по уравнению: Так как парабола должна пройти через точку с координатами Q2 и Н2, постоянный коэффициент параболы k может быть найден по формуле: Н2 берется с характеристики трубопровода при заданном расходе Q2 или вычисляется по формуле: где Нг – геометрическая высота подъема; S – коэффициент сопротивления трубопровода. Для построения параболы нужно задаться несколькими произвольными значениями Q. Точка пересечения параболы с характеристикой насоса Н при числе оборотов n1 определяет значения Q1 и H1, и частота вращения определяется, как Потребная скорость вращения ротора насоса может быть определена аналитически: для водопроводных центробежных насосов по формуле: где n1 и nпотр – соответственно нормальное и потребное число оборотов в минуту; Нг – геометрическая высота подъема; n и m – соответственно число ниток водовода и число насосов; S – сопротивление одной нитки водовода; для фекальных центробежных насосов по формуле: Источник

🔥 Видео