Кудрявцев (1208889), страница 4
Текст из файла (страница 4)
вод.ст., а на высоте над уровнем моря 2000 м – 7,95 м. вод. ст.Нг сильно зависит от давления насыщенных паров всасываемой жидкости. Давление насыщенных паров – это давление, при котором жидкость приданной температуре закипает (речь идёт о давлении жидкости ниже атмосферного). Давление насыщенных паров и, следовательно, высота всасывания взначительной степени зависят от температуры и вида перекачиваемой жидкости. Известно, что с уменьшением давления понижается температура кипенияжидкости. Если давление всасывания (оно естественно ниже атмосферного)Рвс будет ниже давления насыщенных паров всасываемой жидкости Р n, то начнется образование пара и произойдет срыв в работе насоса.Таким образом, обязательным условием нормальной работы насоса является:Рn < Рвс < РатмНапример, при температуре воды 100 ºС Рn = Ратм = 1 кг/см2 (10 м.
вод.ст.), а при температуре воды 20 ºС Рn = 0,024 кг/см2 (0,24 м. вод. ст.), следовательно, чем выше температура жидкости, тем сложнее забрать её насосом. Сэтим явлением связана кавитация – процесс образования пузырьков воздуха вжидкости. При кавитации происходит самовскипание жидкости, пузырьки пара увлекаются движущимся потоком и, встречая твёрдые поверхности корпусаи рабочего колеса, разрушаются ("схлопываются"). При этом выделятся большая энергия, из-за чего повреждаются и даже при длительном воздействииразрушаются поверхности внутренней полости насоса (явление кавитационной эрозии). Кавитация сопровождается шумом и треском внутри насоса. Воизбежание преждевременного износа рабочих органов насоса не допускаетсяего работа в кавитационном режиме.Кавитационные явления могут возникать в случае работы насоса с большой геометрической высотой всасывания.
Поэтому высота всасывания должнабыть такой, при которой возникновение кавитации невозможно.Максимальная допустимая высота всасывания может быть определенапо формуле:ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ21где: Рn – давление насыщенного пара;γ – удельный вес жидкости;hвс – потери напора во всасывающем трубопроводе;ΔН – кавитационный запас.Значение кавитационного запаса устанавливается таким, чтобы не былозначительного снижения напора, и была ограничена скорость кавитационнойэрозии.
Например, для насосов серии ПН-40 кавитационный запас составляет3 м.Кавитационные явления могут также возникать при больших подачахнасоса, вследствие понижения давления (увеличения вакуума) во входномпатрубке насоса. Поэтому при появлении кавитации необходимо уменьшитьподачу насоса.Наконец, геометрическая высота всасывания зависит от потерь напораво всасывающей линии или величины преодолеваемого сопротивления вовсасывающей линии.hвс = S·Q2,где: S – сопротивление всасывающей линии;Q – подача насоса.Из всего сказанного следует, что геометрическая (практическая) высотавсасывания Нг определятся выражением:Нг = Нв – hвс – hрп – hр.атм,где: Нв – вакууметрическая высота всасывания;hвс – потери напора во всасываемой линии;hрп – температурные потери напора (давление насыщенных паров);hр.атм – потери напора, зависящие от высоты местности над уровнем моря.Например, для пожарного насоса серии ПН-40 Нг практически не превышает 7 м при работе в нормальных условиях, т.е.
при атмосферном давлении Ратм =1 кг/см2 (10,33 м. вод. ст.) и температуре воды 20 °С.Обычно допустимая высота всасывания указывается заводамиизготовителями насосов в паспортах изделий.ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ222. Высота нагнетания.Различают геометрическую и манометрическую высоту нагнетания.Геометрическая высота нагнетания – это расстояние в метрах по вертикали от оси насоса до наивысшей точки нагнетания Нн.Манометрической высотой нагнетания называется давление, создаваемое насосом Нман. Манометрическая высота нагнетания (показание манометра) всегда больше геометрической высоты нагнетания (реальной точки подачи жидкости) из-за возникающих потерь в напорной линии.Нман = Нн + hн,где: hн – потери напора в напорной линии, hн = S·Q2;S – сопротивление напорной линии;Q – подача насоса.Для высоты нагнетания теоретически пределов не существует, а практически она ограничивается прочностью отдельных деталей насосов и трубопроводов, а также мощностью двигателей привода насосов.Полный напор.Полный напор, развиваемый насосом Н расходуется на подъем жидкости, преодоление сопротивлений во всасывающем и напорном трубопроводеи на создание свободного напора.Н = Нг + hвс + hн + Нсвгде: Нг – геометрическая высота подъема воды (м);hвс + hн – потери напора во всасывающей и напорной линии (м);Нсв – свободный напор (м).На практике полный напор, развиваемый насосом, оценивают по показаниям манометра и вакуумметра.Подача насоса.Подача насоса – это количество жидкости, перекачиваемое насосом вединицу времени.
Различают массовую подачу (кг/с) и объёмную подачу(м3/мин или л/с). Чаще всего подачу пожарных насосов указывают в объёмных единицах: м3/мин или л/с.Существует соотношение между количеством жидкости входящей в насос Q1 и жидкости, выходящей из насоса Q2:Q1 = Q2 + Qу,ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ23где: Qу – объёмные утечки жидкости через щелевые уплотнения.Мощность насоса.Рабочие органы насоса во время работы предают энергию потоку жидкости. Эта энергия подводится от двигателя.Для правильной оценки энергетических показателей мотор-насосной установки следует различать полезную (эффективную) и потребляемую мощность.Полезная (эффективная) мощность (Ne) насоса идет на совершение работы по перемещению определенного объема жидкости Q на высоту Н и определяется по формуле.где: ρ – плотность жидкости, кг/м3;g – ускорение свободного падения, м/с2;Q – подача насоса, м3/с;Н – напор насоса, м.Мощность, потребляемая насосом, всегда больше, чем полезная, т.к.часть энергии затрачивается на механические, гидравлические и объемныепотери в насосе.
Потребляемой мощностью называется мощность N, подводимая к рабочим органам насоса. Она определяется по формуле:N = M • ω,где: М – крутящий момент на валу насоса (двигателя), Н•м;ω – угловая скорость вращения вала, с-1.Полный КПД насоса.При передаче энергии от насоса к перекачиваемой жидкости происходятобъемные, гидравлические и механические потери энергии3. Объёмный КПД.Известно, что фактическая подача насоса всегда меньше теоретическойподачи, т.е.
количество жидкости выходящей из насоса всегда меньше количества жидкости входящей в насос. Это происходит вследствие:ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ24- просачивания жидкости через сальники, клапаны и поршни, причемстепень просачивания зависит от точности изготовления и состояния указанных деталей насоса;- запоздания открытия и закрытия клапанов;- наличия воздуха в жидкости.Величина объемного КПД характеризует степень герметичности насоса,и определяется по формуле:где: Q – количество жидкости выходящей из насоса;Qу – утечки жидкости в насосе;Q + Qу – количество жидкости входящей в насос.4. Гидравлический КПД.Гидравлический КПД – это потери напора в насосе на трение и местныесопротивления.
Результатом гидравлических потерь является уменьшениенапора.Значение гидравлического КПД показывает меру расхода энергии в насосе на преодоление сопротивления движения жидкости, и определяется поформуле:где: Н – действительный (развиваемый) напор насоса;ΔН – потери напора на преодоление сопротивлений внутри насоса;Н + ΔН – теоретический напор насоса.Механический КПД.Механический КПД – это потери мощности на трение в подшипниках,уплотнениях вала и т.п.
Значение механического КПД характеризует качество изготовления и рациональность конструкции подшипников, сальников(манжет) и других узлов, где происходит трение деталей.Механический КПД определяют по формуле:ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ25где: N – мощность на рабо чем колесе насоса;ΔN – потери мощности на трение в подшипниках и сальниках насоса;N + ΔN – мощность на валу насоса.Полный КПД насоса учитывает все потери, которые возникают в немпри перекачивании жидкости. Он представляет собой произведение трех частных коэффициентов и характеризует отношение полезной мощности N е кпотребляемой N:ЛистИзм.Лист№ докум.ИПодписьДатаВКР 0.00.000 ПЗ262. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ2.1.Назначение и принцип работы разрабатываемого устройстваНазначением разрабатываемого насоса является использование в любыхотраслях промышленности, требующих перекачивания абразивных и агрессивных жидкостей с высокими требуемыми давлением и подачей.
Как одна изнаиболее характерных областей применения разрабатываемого насоса можетбыть рассмотрена рудообогатительная область промышленности.Основным недостатком большинства имеющихся конструкций мембранных насосов является неравномерное нагружение, и, соответственно, преждевременный износ мембран в местах крепления штоков. Основная идея разрабатываемого насоса состоит в использовании еще одного звена передачи энергии от привода к перекачиваемой жидкости.
В качестве такого звена предлагается использовать ходовую жидкость, такую как индустриальное масло, глицерин, и т. д. Ввиду несжимаемости жидкости и передачи давления во всеточки без изменений, мы получим гарантированно равномерное нагружениемембран и отсутствие ослабленных мест, уменьшение пульсаций давления,исключение сальниковых узлов как таковых, а также общее упрощение конструкции и повышение технологичности и оперативности ее обслуживания иремонта, что может быть немаловажным фактором при использовании насосана золотообогатительных фабриках, где стоимость вынужденных простоевоборудования в ремонте чрезвычайно велика.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
