Lektsia__12_Konspekt (лекции мжг Харитонов pdf), страница 3

Снижение напора всравнении с теоретическим напоромпроисходит из-за гидравлических потерь напора:гидравлические потери на удар при входе жидкости в межлопаточные каналы, гидравлическиепотери на удар при выходе жидкости из межлопаточных каналов, гидравлические потери придвижении жидкости внутри межлопаточных каналов. Минимальное значение потери принимаютпри работе колеса в расчётном, номинальном, режиме, когда вход жидкости в межлопаточныеканалы проходит при минимальным расчётном угле атаке, примерно 2-4 градуса. Чем большеподача насоса отличается от расчётной, тем больше суммарные гидравлически потери.

Этимобъясняется менее эффективная работа насоса при нерасчётных подачах и пологий характерфактической напорной характеристики.В качестве примера привожу напорные характеристики нескольких моделей центробежногонасоса для водыС методами испытаний центробежного насоса и экспериментального получения и анализадействительной напорной характеристики Вы должны ознакомиться в ходе выполнениялабораторных работ.104. Энергетическая характеристика центробежного насоса. КПД, мощность насосаПод энергетической характеристикой насоса обычно понимают зависимость мощностинасоса и коэффициента полезного действия от подачи насоса. Для насоса с приводом отэлектродвигателя можно рассматривать различные мощности, которые я расположу в убывающемпорядке:N el > N eff > Nk > N g > N(20)N el- электрическая мощность, потребляемая насосом, Вт; именно эта мощностьучитывается при оплате счетов за израсходованную энергию.N eff- эффективная мощность, Вт; это полная механическая мощность на выходном валуэлектродвигателя.

Лишь часть электроэнергии, потребляемой электродвигателем, преобразуется внём в механическую энергию, а другая часть расходуется на покрытие магнитных потерь всердечнике статора, на покрытие электрических потерь в обмотках ротора и статора, на покрытиемеханических потерь, обусловленных трением в подшипниках и трением вращающихся частей овоздух.Электрическим коэффициентом полезного действия электродвигателя называют отношениеэффективной мощности электродвигателя к электрической мощности, потребляемой им:Nηel = eff(21)N elВ зависимости от величины мощности асинхронных двигателей их КПД при номинальнойнагрузке может быть в пределах от 0,70 до 0,95 (верхний предел соответствует двигателямбольшой мощности).

При отклонении нагрузки на электродвигатель от номинальной нагрузкиКПД снижается ещё больше.Nk- мощность, передаваемая рабочему колесу насоса, Вт. Иногда её называютгидравлической мощностью колеса. Эта мощность меньше эффективной мощности N eff навеличину механических потерь в самом насосе: его подшипниках, сальниковых уплотнениях.Мощность N Mex , соответствующую механическим потерям, называют механической мощностью.Гидравлическая мощность колеса равна разности эффективной и механической мощностейN r = Neff − N Mex(22)Механическим коэффициентом полезного действия η Mex называют отношениегидравлической мощности колеса к мощности эффективной:Nkη Mex =(23)N effГидравлическая мощность рабочего колеса насоса может быть посчитана ещё однимспособом:N k = ρ ⋅ g ⋅ Qk ⋅ H ∞T(24)В этой формуле Qk - расход жидкости, проходящий через колесо.

Этот расход большеподачи насоса по двум причинам. Часть жидкости, выходящей из колеса, перетекает на сторонувсасывания через зазор между колесом и корпусом насоса. Небольшая часть жидкости можетвытекать из насоса через уплотнение вала и другие неплотности. Обозначая через q , м3/с,величину утечек и перетечек, запишем:Qk = Q + qгде Q - подача насоса, м3/с11Ng- гидравлическая мощность насоса, которая требуется для повышения энергииTперекачиваемой жидкости с подачей Q на величину теоретического напора H ∞ .

Эту мощностьможно вычислить по формуле (24), подставляя вместо расхода Qk подачу насоса Q :N g = ρ ⋅ g ⋅ Q ⋅ H ∞T(25)Объёмным коэффициентом полезного действия называют отношение подачи насоса к суммеподачи насоса и расхода перетечек и утечек рабочей жидкости:NQQη go === g(26)QkQ+qNkN - полезная мощность насоса, Вт, - это мощность, требуемая для повышения энергиижидкости с подачей Q на величину действительного напора H :N = ρ ⋅ g ⋅Q ⋅ H(27)Действительный напор насоса меньше теоретического напора на величину гидравлическихпотерь на входе в колесо, на выходе из колеса, на трение в межлопаточных каналах:H = H ∞T − ∑ h(28)Гидравлическим коэффициентом полезного действия насоса η g называют отношениеполезной мощности насоса к мощности гидравлической:ηg =NNg(29)Коэффициентом полезного действия насоса называют отношение полезной мощностинасоса к мощности, потребляемой насосомNη =(30)N effИспользуя соотношения (21-30), получим выражение для КПД насоса:NN Ng Nkη ==⋅⋅= η g ⋅η go ⋅ηMexN effN g Nk Neff(31)КПД насоса равен нулю в двух точках: принулевой подаче и при нулевом напоре.

КПДимеетмаксимальноезначениеприноминальной подаче насоса, на которую ирассчитана геометрия рабочего колеса.Обычно стараются подбирать насос так,чтобыегоэксплуатационныережимысоответствовали средней части характеристикнасоса.Конец лекции № 1212.