6. Потери энергии насоса

Потери, возникающие при работе насоса, для удобства их изучения и учета принято разделять на три вида: 1) гидравлические; 2) объемные, или щелевые; 3) механические.

Количественная оценка потерь производится с помощью соответствующих к.п.д.: гидравлического, объемного и механического.

Гидравлические потери. Этот вид потерь обусловлен: трением жид-ти о повер-ти проточных каналов, преобразованием динамического напора в статический, резким изменением направ-ия средней скорости потока при входе в каналы раб-го колеса и при переходе из каналов раб-го колеса в направляющий аппарат.

Г идравлические потери снижают к п.д., но могут оказать и существенное влияние на надежность работы насоса (кавитация, неустойчивый режим работы). По своей абсолютной величине гидравлические потери в центробежных машинах превосходят все остальные потери. Выражение д/гидравлического к.п.д. может быть представлено так:

где ΔН— сумма гидравлических потерь всей машины или ступени.

Для многоступенчатого насоса гидравлический к.п.д. ступень равен гидравлическому к.п.д. всего насоса. При изменении режима работы насоса изменяются Q, будут изменяться скорость, потери и КПД. Максимальное значение КПД будет при каком-то одном оптимальном режиме работы. Величина КПД обычно находится в пределах - 0,7 ~ 0,9.

При одних и тех же Q и Н у многоступенчатого насоса гидравлические потери будут меньшими, чем у одноступенчатого.

Объемные потери. При работе реального колеса не все количество жидкости, притекающее к насосу и проходящее через его рабочие колеса, попадет в нагнетательный трубопровод. Часть жидкости будет циркулировать внутри самого насоса. Некоторое кол-во ее будет вытекать ч/з неплотности насоса и по отношению к потребителю будет потерянной. С ледовательно, расчетная, или теоретическая, подача насоса , где ΔQ — объемные потери;Q — заданная подача насоса.

К объемным потерям относят потери, связанные с протечками ч/з уплотнения раб-х колес, и диафрагм многоступенчатых машин, ч/з уплотнительные сальники, а также через систему осевой разгрузки. Эти потери яв-ся щелевыми потерями, наличие к-ых неизбежно. От величины их зависит внутренняя эф-ть работы машины. Для уменьшения щелевых потерь применяются специальные уплотняющие устройства.

Δ Q - сумма расходов протечек жидкости.

Обычно д/хорошо выполненных насосов при нормальной их экс-ии величина кпд. равна 0,9 - 0,97. Большие значения справедливы д/больших насосов, с большей подачей Q.

Механические потери. Механические потери вызываются трением наружных стенок дисков раб-х колес о жид-ть, в к-ой они вращаются. Потери энергии на преодоление сил трения внутри насоса: в сальниках, подшипниках, концевых уплотнениях. Макс-ми яв-ся дисковые потери зависящие от величины повер-ти трения, числа дисков, степени их шероховатости, вязкости жидкости и скорости вращения колеса.

7. Рабочая хар-ка насоса

Рабочей хар-ой центробежного насоса называется графическая зависимость напора, потребляемой мощности и КПД от производительности при постоянном числе оборотов.

Режим работы насоса с наибольшим к. п. д. называют оптимальным (Qопт)- Область в пределах изменения подачи при небольшом снижении к. п. д. (Q₁ Q₂) называют рабочей. Насос рекомендуется применять в пределах этих параметров. Оптимальная зона уменьшение КПД максимального на 2-3%.

П ри переходе к реальному насосу напор уменьшается, что обусловлено потерями в связи с конечным числом лопаток (на рис. 11.13 заштрихованная зона 1), потерями напора в каналах на­соса (зона 2), потерями на входе в колесо, переходе в отвод и в отводе (зона 3).

Изменение к. п. д. и мощности N вызвано изменением потерь в насосе при различном количестве жидкости, проходящей через каналы.

Все хар-ки строятся на заводах-изготовителях при работе насоса на воде путем дросселирования наклонной задвижки.

При эксп-ции насосов на жидкости с др. плотностью и вязкостью необходимо производить перерасчет с помощью поправочных коэф-в.

Влияние плотности. Изменение плотности продукции перекачки по сравнению с плотностью воды приводит к изменению кривой мощности, т. к. все составляющиеN за исключением механических потерь зависят от плотности ( пропорциональна). Хар-ка Q-H не измениется.

Влияние вязкости. С увеличением вязкости перекачиваемой жидкости напорная характеристика и КПД падает. Изменение вязкости жидкости в основном влияет на дисковые потери энергии и гидравлическое сопротивление потоку жидкости каналов насоса. Эти изменения оказывают значительно большее влияние на потребляемую мощность, чем изменение плотности жидкости. В связи с этим при перекачке сырых нефтей потребляемая мощность резко возрастает, а КПД уменьшается, также подача и напор уменьшаются.