Определение режима работы насоса, число оборотов которого = 1450 об/мин. Определение расхода воды через насос, напора насоса, КПД насоса, полезной мощности, затраченной мощности, страница 3

Задача №7

На какой высоте H_ст надо установить напорный бак, чтобы КПД его был максимальным?

Из пункта 2 берем характеристики насоса, работающего с максимальным КПД:

η_max= 75%;

Q_н7 = Q_н2 = 8 л/с;

H_н7 = H_н2 = 21 м.

Подставляя эти значения в формулу, описывающую характеристику сети, находим неизвестное в данном случае H_ст:

                               

Задача №8

Найти скорость вращения вала насоса n, при котором установка будет иметь максимальный КПД, работая на ту же сеть.

Из пункта 2 возьмем  значения расхода и напора, которые соответствуют максимальному КПД насоса:

 

Через данную точку строим линию подобия Рис. 6:

Таблица № 8

Q	0	2	4	6	8	10	12	14	16
HПОД8	0	1.3	5.2	11.8	21.0	32.8	47.2	64.3	84.0

По графику видно, что кривая подобия и характеристика сети не пересекаются, что говорит о том, что насос не может работать в таком режиме.

Рис. 6. Характеристика работы насосной станции

Задача №9

Определить тип колеса центробежного насоса.

Рассчитаем коэффициент быстроходности, используя значения расхода и напора при максимальном КПД:

;

Данное значение коэффициента быстроходности соответствует тихоходному колесу.

Рис. 7. Эскиз рабочего колеса насоса

Задача №10

Определить допустимую высоту всасывания H_вс.д. при найденном в 7 пункте режиме работы, если конструктивный КПД насоса в формуле Руднева C = 1000. Коэффициент запаса φ = 1,2.

Рассчитаем высоту, на которой возникнет кавитация:

Полная критическая высота всасывания:

Допускаемая высота всасывания:

Задача №11

Что может произойти в рабочем колесе насоса, если насос установить на большей высоте, чем расчетная H_вс.д?

Если насос установить на высоте, большей расчетной, может возникнуть кавитация – образование каверн в тех местах потока, где давление снижается до величины, соответствующей давлению насыщенного пара при данной температуре жидкости. В таких местах происходит быстрое вскипание жидкости, но так как давление в потоке не бывает строго постоянным, а пузырьки пара переносятся потоком, то вслед за вскипанием происходит обратный процесс быстрой конденсации пузырьков пара. При этом относительно большие массы жидкости, окружающей каждый пузырек пара, устремляются при уменьшении объема пузырька вследствие конденсации к его центру и в момент его полной ликвидации обуславливают резкий точечный удар. Если пузырек пара в момент его полной конденсации находился на поверхности, ограничивающей поток, то удар приходится на эту поверхность и вызывает местное разрушение металла. Ее возникновение будет сопровождаться шумом, вибрацией. Следствием кавитации будет повышенная эрозия элементов насоса, т.е. режим кавитации является недопустимым. Кроме того, если высота будет слишком велика, то вода просто не дойдет до насоса (он не сможет засосать воду).

Задача №12

Определить затраченную мощность насоса при уменьшении расхода в 2 раза.

Сначала уменьшим расход, изменяя характеристику сети. Определим при этом рабочую точку насоса:

Найдем КПД насоса при этом режиме:

                                                    .

Определяем полезную мощность насоса:

;

Вычисляем затраченную мощность:

;

Теперь уменьшим расход воды путем изменения числа оборотов насоса. Найдем рабочую точку насоса. Она будет находиться на пересечении абсциссы Q_н12 и характеристики сети. Напор при этом будет составлять:

                                           

Строим кривую подобия через данную точку:

Таблица № 9

Q	0	2	4	6	8	10	12	14	16
HПОД	0	4.5	17.9	40.3	71.7	112.0	161.3	219.5	286.7