Технические показатели насосов (подача, давление (напор), мощность и коэффициент полезного действия)

Министерство образования и науки

Республики Казахстан Северо-Казахстанский Государственный

Университет

им. академика М. Козыбаева

транспортно-строительный факультет

кафедра «Строительство»

Учебно  методическое  пособие

к  СРСП  № 3

Тема  «Технические показатели  насосов»

по  дисциплине    «Машины и оборудование газонефтепроводов»

г. Петропавловск, 2008 г.

Учебно-методическое пособие

предназначено для студентов очной

и заочной формы обучения

Составитель:

Мотрохин А.В.-ст. преподаватель

кафедры «Строительство»

Рассмотрено на заседании кафедры                                                                            Утверждено методическим бюро ТСФ

протокол _________________  200 г.                                                                                  протокол № ____  ________________ 200  г.

И.о. зав. кафедрой  _________________ Р. Имамбаева                                                  Председатель методического бюро

                                                                                                                                                                      ________________ Р.Имамбаева

1.  Цель  работы

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЯХ  НАСОСОВ

2.  Приборы  и  оборудование

2.1. Поршневой насос

2.2. Центробежный насос

2.3. Манометр технический

2.4. Пневмокомпенсатор

2.5. Слесарный инструмент

                                                                       3. Общие  сведения

К техническим показателям  насосов относятся подача, давление (напор), мощность и коэффициент полезного действия (к.п.д.).

Действительной подачей Q_д  насоса называется объем жидкости V, поступающий в нагнетательный трубопровод в единицу времени.

,            (1)

где t - время замера объема V.

Действительная подача определяется объемным способом или с помощью различных расходомеров (турбинных, дроссельных, ультразвуковых и т.д.), установленных в нагнетательной линии.

Напором насоса Н называется приращение гидравлической энергии, получаемое единицей веса жидкости, проходящей через насос, т.е. разность удельных энергий жидкости в нагнетательном и всасывающем патрубках насоса.

,               (2)

где Р₂ и Р₁ - абсолютные давления на выходе и входе насоса;

V₂ и V₁ - средняя скорость на выходе и входе насоса;

Z₂ и Z₁ - отметки установки приборов измерения давления на выходе и входе насоса.

Под давлением  насоса в общем случае понимается величина, определяемая зависимостью:

,              (3)

Если пренебречь разностью скоростных напоров (V²₂-V²₁) и отметок (Z₂-Z₁), то получим

,      (4)

Потребляемая мощность - это мощность, подведенная к приводному валу насоса.

Коэффициентом полезного действия насоса  называется отношение полезной мощности к потребляемой:

,            (5)

Полезной мощностью насоса N_n называется приращение энергии, получаемое жидкостью, проходящей через насос в единицу времени:

,     (6)

Кроме указанных основных показателей работы насоса существуют теоретические (расчетные) показатели.

Средней теоретической подачей Q_T   поршневого  насоса называется суммарное изменение объема рабочих камер насоса (F_эфSz) в единицу времени.

,        (7)

где F_эф - эффективная площадь поршня;

S-ход поршня;

n - число двойных ходов поршня;

z - число цилиндров.

Эффективная площадь поршня зависит от кратности действия насоса и может быть равна:

для насоса простого действия (одностороннего) площади поршня F

,       (8)

для насоса двойного действия (двухстороннего) с учетом площади штока f

,         (9)

где D и d - диаметры поршня и штока соответственно.

Теоретическая подача всегда больше действительной на величину потерь подачи :

,              (10)

где  - объемные потери, которые возникают в результате утечек  через уплотнения штока и перетекания жидкости под действием перепада давления из рабочей полости в нерабочую через уплотнения поршня и клапанов, а также потерь , обусловленных неполным заполнением рабочих камер жидкостью при движении её через зону всасывания вследствие кавитационных процессов, выделения из жидкости или подсоса воздуха через неплотности всасывающей линии, а при высоких давлениях и вследствие сжимаемости жидкости, наличия мертвого пространства и деформации стенок цилиндров.

Указанные объемные потери в насосе характеризуются коэффициентом подачи а.

Коэффициентом подачи а называется отношение действительной подачи к теоретической:

,           (11)

На коэффициент подачи а существенное влияние оказывает вязкость жидкости. При снижении температуры, а следовательно, при увеличении вязкости  уменьшается и а повышается, однако это справедливо до определенного предела, так как начинают возрастать гидравлические потери на всасывании, что может привести к снижению давления на входе до давления насыщенных паров и увеличению , следовательно, к снижению а.

Коэффициент подачи а можно представить в виде

, (12)

где  - коэффициент, учитывающий утечки;

 - коэффициент, учитывающий наполнение цилиндров жидкостью.

Потери  связаны с потерей энергии, т.к. вместе с утекающей жидкостью теряется мощность, поэтому коэффициент утечек  равен объемному к.п.д. насоса .

Потери  не связаны с затратами энергии, учитываются только коэффициентом наполнения .