Мощность насоса
Мощность является одной из основных характеристик насоса. В настоящее время под термином «водяной насос» понимается специальное устройство, служащее для перемещения перекачиваемой среды (твердых, жидких и газообразных веществ).
В отличие от водоподъемных механизмов, которые тоже предназначены для перемещения воды, насосный агрегат увеличивает давление или кинетическую энергию перекачиваемой жидкости.
Напор и мощность насоса
Мощность — работа, которую совершает агрегат в единицу времени.
Полезная мощность насоса – мощность, сообщаемая устройством подаваемой жидкой среде. Но прежде чем перейти к понятию мощности необходимо рассмотреть ещё два параметра: подача и напор.
Подача насоса представляет собой количество жидкости, подаваемой в единицу времени и обозначается символом Q.
Напором насоса называется приращение механической энергии, получаемой каждым килограммом жидкости проходящей через насосный агрегат, т.е. разность удельных энергий жидкости при выходе из насоса и входе в него. Другими словами напор устройства показывает, на какую высоту в метрах насос поднимет столб воды.
И, наконец, третьим, интересующим нас параметром является мощность насоса N. Мощность обычно измеряется в киловаттах (кВт).
Полезная мощность насоса Nп – это полное приращение энергии, получаемое всем потоком в единицу времени. Чтобы рассчитать мощность насоса используется формула:
где y – удельный вес жидкости;
Q – подача насоса;
Н – напор насоса.
Потребляемая мощность насоса N – мощность потребляемая устройством – мощность подводимая на вал устройства от двигателя.
В зависимости от источника информации она ещё может называться:
Мощность на валу насоса Nв – это мощность которую затрачивает центробежный агрегат на то, чтобы покрыть потери энергии
Формула мощности на валу насоса:
Nв =Nп / η = yQH / η
где η — коэффициент полезного действия (КПД насоса)
КПД и потери мощности насоса
Вследствие потерь внутри машины только часть механической энергии, полученной им от двигателя, преобразуется в энергию потока жидкости. Степень использования энергии двигателя измеряется значением полного КПД насоса центробежного типа.
КПД насоса – коэффициент полезного действия – является одним из его основных качественных показателей и характеризует собой величину потерь энергии.
Формула кпд насоса выглядит так:
η о — объемный КПД насоса – характеризует объемные потери
η г — гидравлический КПД – характеризует гидравлические потери
η м — механический КПД – характеризует механические потери
Расчет КПД насоса показывает возможные потери:
Потери в насосе = 1 – КПД
Анализируя причины возникновения потерь в насосе, можно найти пути к повышению его КПД.
Все виды потерь делятся на три категории: гидравлические, объемные и механические.
Гидравлические потери – часть энергии, получаемой потоком от колеса насоса, затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений при движении потока внутри насосного агрегата, ведут к снижению высоты напора.
Объемные потери – паразитные протечки (утечки) внутри насосной части — в уплотнениях лопастного колеса и в системе уравновешивания осевого давления ведут к уменьшению подачи.
Механические потери – часть энергии, получаемой насосом от двигателя, расходуется на преодоление механического трения внутри агрегата. В машине имеют место: трение колеса и других деталей ротора о жидкость, трение в сальниках и трение в подшипниках. Механические потери ведут к падению мощности всего устройства.
Таким образом, полный КПД центробежного насоса определяется гидродинамическим совершенствованием проточной части, качеством системы внутренних уплотнений и величиной потерь на механическое трение.
Прочитайте полную статью по ссылке ниже
Источник
Мощность, крутящий момент и частота вращения
Согласно [17] мощность объемного насоса подразделяется на потребляемую, номинальную и гидравлическую.
При этом номинальной является мощность объемного насоса в номинальном режиме, а гидравлической – прирост энергии потока рабочей жидкости за единицу времени между входом и выходом объемного насоса.
Для гидромоторов установлены [17] следующие определения относительно мощности и крутящего момента.
Мощностью гидромотора является механическая мощность на его валу.
Крутящий момент гидромотора – момент на валу гидромотора, который работает под нагрузкой.
Номинальный крутящий момент — крутящий момент при работе гидромотора в номинальном режиме.
Крутящий момент страгивания гидромотора – наименьший крутящий момент находящегося под нагрузкой гидромотора при выходе его подвижных частей из состояния покоя или при заданном перепаде давлений.
Под теоретической (индикаторной) мощностью объемного насоса или гидромотора понимают мощность, пропорциональную при данном (перепаде) давлении идеальной подаче (расходе) гидромашины
С другой стороны
где Мт – теоретический (индикаторный) крутящий момент.
На основании приведенного теоретический (индикаторный) момент на валу объемного насоса или гидромотора можно выразить
Теоретический крутящий момент на валу регулируемого объемного насоса (гидромотора)
Крутящий момент, который создается давлением жидкости, в объемном насосе направленный в сторону, противоположную направлению вращения его вала, то есть он является реактивным моментом. Этот момент преодолевается приводным двигателем.
В гидромоторе направление крутящего момента давления жидкости совпадает с направлением вращения его вала и является активным моментом, который осуществляет полезную работу на валу гидромашины.
Относительно частоты вращения вала объемного насоса и гидромотора Стандартом [17] регламентируется ряд терминов и определений (табл. 3.4).
Определение частоты вращения вала объемного насоса и гидромотора
| Термин | Определение |
| Номинальная частота вращения вала | Установленное значение частоты вращения вала объемного насоса (гидромотора) при номинальном режиме. |
| Максимальная частота вращения вала | Установленное наибольшее значение частоты вращения вала объемного насоса (гидромотора), при котором допускается эксплуатация на протяжении определенного отрезка времени. |
| Минимальная частота вращения вала | Установленное наименьшее значение частоты вращения вала, при котором объемный насос (гидромотор) функционирует. |
КПД η, как один из основных рабочих параметров объемных насосов и гидромоторов, оценивает их энергетическое совершенство и определяется потерями энергии в гидромашине.
Дата добавления: 2016-04-14 ; просмотров: 4455 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Зависимость рабочих характеристик насоса от частоты вращения
ОБЕСПЕЧИВАЕМ ПОЛНЫЙ ЦИКЛ РАБОТ: ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ-МОНТАЖ-ГАРАНТИЙНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ.
Частота вращения и зависимость рабочих характеристик насоса от частоты вращения
Частота вращения насоса представляет собой число оборотов вала насоса в единицу времени, обозначается литерой n и измеряется в оборотах в минуту (об/мин). Частота вращения насосов, приводимых в действие индукционными двигателями с частотой питающего напряжения 50Гц, составляет 2750 — 2950 оборотов в минуту для 2-х полюсного двигателя и 1375 — 1475 оборотов в минуту для 4-х полюсного двигателя. Другая частота вращения вала двигателя также допускается для работы насосного оборудования при соблюдении и в пределах расчетных ограничений.
Из курса электротехники общеизвестно, что частота вращения магнитного поля в электродвигателе пропорциональна напряжению питающей цепи. При частоте напряжения в сети 50 Гц синхронная частота n1 вращения магнитного поля составляет 3000 оборотов в минуту. Так как насосы приводятся в действие в подавляющем большинстве случаев асинхронными двигателями частота вращения вала асинхронного двигателя всегда будет ниже синхронной частоты вращения магнитного поля с учетом величины скольжения. Вращение ротора асинхронного двигателя связано формулой с числом пар полюсов, скольжением и частотой питающего напряжения:
Формула показывает, что для изменения частоты вращения вала асинхронного двигателя достаточно внести изменения в количество пар полюсов (p), скольжение ротора (s) или изменить частоту питающего напряжения (f1).
Регулирование оборотов электродвигателя путем изменения числа пар полюсов позволяет получить только ступенчатое изменение скорости вращения, что часто оказывается неприемлемым для обеспечения требуемых параметров работы электронасоса. Исключение составляет ряд циркуляционных насосов, допускающих ступенчатое регулирование. Для асинхронных двигателей насосов с короткозамкнутым ротором регулирование числа оборотов двигателя изменением скольжения не применяется. Изменение частоты питающего напряжения — наиболее приемлемый, эффективный и совершенный способ регулирования, позволяющий обеспечить бесступенчатое плавное изменение гидравлических, электрических и механических характеристик электронасоса. Но на сегодняшний день этот способ регулирования требует применения дополнительного оборудования управления — преобразователя частоты асинхронного двигателя.
В отсутствии влияния кавитации на работу насоса изменение частоты вращения электродвигателя будет сопровождаться изменением характеристик насоса в соответствии с законами подобия:
1. Производительность Q пропорциональна отношению частоты вращения:
2. Манометрический напор H пропорционален отношению частоты вращения в квадрате:
3. Потребляемая мощность N пропорциональна отношению частоты вращения в кубе:
Как видно из формул подобия незначительное изменение частоты вращения вала сопровождается значительными изменениями в потреблении электроэнергии. Например, центробежный насос, работающий с питанием от сети 50 Гц, со скоростью оборотов двигателя 2950 об/мин, при уменьшении частоты в сети до 40 Гц, снизит число оборотов, соответственно, до 2360 об/мин и производительность на 20%. При этом в соответствии с законами подобия потребление энергии сократится на 50%.
Источник