2.3.3. Мощность насоса

Мощность - это отношение работы ко време­ни, за которое она выполнена:

где А - работа, Дж (размерность в символах МL²/Т²);

t - время выполнения работы, с (размерность в символе Т).

Размерность мощности в Нм/с или Вт. В самом деле:

.

Различают понятия:

1) мощность насоса N;

2) полезная мощность насоса N_п ;

3) мощность двигателя насосного агрегата N_дв.

Мощность насоса N - это мощность, потребляемая на­сосом. Определяется по формуле:

- для лопастных насосов:

N = M_кр  w, Нм/с, (2.18)

- для возвратно-поступательных (поршневых) насосов:

N = F  V, Нм/с, (2.19)

где М_кр - крутящий момент на валу насоса, Нм;

F - усилие на штоке, Н;

w - частота вращения вала, с^-1;

V - скорость передвижения поршня, м/с.

Полезная мощность насоса N_п - мощность, сообщае­мая насосом подаваемой жидкости. Полезной мощностью называется также количество энергии, сообщаемое насо­сом в единицу времени жидкости, подаваемой им в на­гнетательный трубопровод.

Полезную мощность N_п можно определить из следу­ющих соображений. Каждая единица веса жидкости, про­шедшая через внутреннюю полость насоса, приобретает энергию в количестве Н.

За единицу времени t через насос проходит жидкость весом Q  t    g. При t = 1°С вес жидкости составит Q    g.

Следовательно, энергия, приобретенная за единицу времени жидкостью, прошедшей через насос, или полезная мощность насоса, составит N_п =   g  Q  Н или:

N_п =   Q  H, Вт, (2.20)

где  - удельный вес перекачиваемой жидкости, Н/м³;

Q - подача насоса, м³/с;

Н - напор насоса, м.

Мощность двигателя насосного агрегата N_дв - мощ­ность, потребляемая насосным агрегатом, в конструкцию которого входят узлы двигателя:

N_дв =(QH)/(_пер)K = N_п / (_пер)K , (2.21)

где  - КПД насоса;

_пер - КПД передачи; при непосредственном соединении насоса и приводного двигателя _пер = 1;

K - коэффициент запаса мощности; K = 1,05...1,3.

2.3.4. Кпд насоса

Коэффициент полезного действия насоса есть отношение полезной мощности N_п к мощности насоса N:

 = N_п / N .

КПД насоса учитывает все потери, связанные с пере­дачей насосом энергии перекачиваемой жидкости.

Потери делятся на гидравлические, объемные и ме­ханические.

Гидравлические потери энергии обусловлены преодо­лением сопротивлений при движении жидкости внутри рабочего колеса от входа до выхода.

Объемные потери обусловлены перетеканием жидко­сти через уплотнения из напорной зоны в зону всасыва­ния, а также с утечками в уплотнениях (сальниках) на выходе вала из корпуса.

Механические потери обусловлены наличием трения наружных поверхностей рабочего колеса с жидкостью и трением в сальниках и подшипниках.

В связи с этим различают гидравлический, объемный и механический коэффициенты полезного действия насосов.

Гидравлический КПД насоса _г - отношение полез­ной мощности насоса к сумме полезной мощности и мощ­ности, затраченной на преодоление гидравлического со­противления в насосе.

Объемный КПД насоса _об - отношение полезной мощ­ности насоса к сумме полезной мощности и мощности, потерянной с утечками жидкости.

Механический КПД насоса _м - величина, выражаю­щая относительную долю механических потерь в насосе.

Гидравлический, объемный и механические коэффици­енты полезного действия называют частными КПД насоса.

КПД насоса представляет собой произведение час­тных КПД

 = _г  _об  _м (2.22)

Ориентировочные значения КПД насосов приведены в Таблица 1.

Таблица 1

Значение КПД насосов

Насосы	г	об	м	
Малые (Q < 0,2 м^3/ с)	0,80...0,85	0,85...0,95	0,70...0,93	0,48...0,75
Крупные (Q > 0,2 м^3/ с)	0,85...0,96	0,90... 0,95	0,92...0,96	0,70...0,87