Насосы.

Напор насоса:

через давления в ёмкостях:

где р₁ир₂– абсолютные давления в ёмкостях,

Н_Г– геометрическая высота подъёма жидкости,

h_п– потери напора в трубопроводе,

v_ниv_вс– скорости жидкости в нагнетательной и всасывающей линии, соответственно

_н и_вс – коррективы кинетической энергии;

по показаниям манометра и вакуумметра:

где р_нир_вс– абсолютные давления в нагнетательной и всасывающей линии, соответственно,

Н₀– высота между точками присоединения манометра и вакуумметра

h_п.нас– потери напора в насосе.

Законы пропорциональности центробежных насосов:

,  ,.

Высота всасывания:

теоретическая ,

где р*(Т)– давление насыщенных паров;

практическая

где h_п.вс.– потери напора во всасывающей линии,

h_кав– запас на кавитацию.

Запас на кавитацию:

при частоте, выраженной в с^-1: ;

при частоте, выраженной в мин^-1: .

Мощность, потребляемая электродвигателем насоса:

,

где N_нас– мощность насоса,

η_нас, η_прив, η_эл– КПД насоса, привода и электродвигателя, соответственно.

Задача 27.

Вода из ёмкости, открытой в атмосферу, перекачивается центробежным насосом в ёмкость, расположенную на 10 м выше и находящуюся под избыточным давлением 3 ати. Температура воды 4°С, атмосферное давление принять равным 1 ата. Сопротивление трубоп­ровода принять равным 0,5 ати, а потери давления во всасывающей линии 0,25 ати. Диаметры всасывающего и нагнетательного трубо­проводов равны. Определить напор насоса и показания манометра и вакуумметра, если насос расположен на высоте 5 м от уровня воды в нижней ёмкости, вакуумметр находится на одной высоте с насосом, а манометр на 0,5 м выше.

Решение.

Воспользуемся первой формулой для вычисления напора насоса:

,

здесь , а, т.к.,.

Откуда напор насоса:

.

Запишем уравнение Бернулли для двух сечений: на уровне нижней ёмкости и на уровне вакуумметра: .

Отсюда находим абсолютное давление во всасывающей трубе:

.

Показания вакуумметра: (вакуум).

Воспользуемся второй формулой для вычисления напора насоса:

, где,.

Откуда абсолютное давление в нагнетательной линии:

.

Показания манометра:

Задача 28.

Определите производительность поршневого насоса двойного действия с диаметром поршня 100 мм, диаметром штока 20 мм и ходом поршня 120 мм. Число оборотов привода 100 об/мин, объёмный КПД насоса 0,9.

Решение.

Объём, вытесняемый поршнем из левой части цилиндра:.

Объём, вытесняемый поршнем из правой части цилиндра:

.

Объём, вытесняемый поршнем за один оборот привода: .

Объём, вытесняемый поршнем за единицу времени (теоретическая производительность):

.

Реальная производительность насоса: .

Задача 29.

Рассчитать предельную высоту установки центробежного насоса над уровнем жидкости. Перекачиваемая жидкость – пропанол. Число оборотов насоса 1800 об/мин, производительность 30 л/с. Внутренний диаметр всасывающей трубы 100 мм. Потери напора во всасывающей трубе 0,5 м. Атмосферное давления принять равным 745 мм рт. ст. Расчёт провести для трёх температур: 20, 50 и 80°С.

Решение.

Зависимость давления насыщенных паров p*жидкостей от температурыТпредставлена в виде зависимости:. Значения коэффициентов приведены в таблице:

Вещество	Температура кипения, °С	Коэффициенты уравнения
		А	В	С
бутанол изопропанол нитробензол пропанол уксусная кислота этанол	117,7 82,4 211,0 97,2 117,8 78,3	8,886 8,811 7,083 8,706 7,557 8,837	2192 1972 1722 1983 1643 2005	247,9 250,0 199,0 242,7 233,4 258,1

Рассчитаем давление насыщенных паров при трех температурах:

,

,

.

Рассчитаем теоретическую высоту всасывания:

20°С ,

50°С ,

80°С .

При температуре кипения теоретическая высота всасывания равна нулю.

Рассчитаем поправку на кавитацию:

.

Рассчитаем скорость во всасывающей трубе:

.

Рассчитаем практическую высоту всасывания:

20°С ,

50°С ,

80°С .

Задача 30.

В таблице приведены результаты промышленного испытания центробежного насоса при числе оборотов 1200 об/мин:

Производительность , л/с.	0	10,8	21,2	29,8	40,4	51,1
Напор Н, м.	26,0	25,8	25,4	22,1	17,3	11,9
Мощность Nвал, кВт.	5,16	7,87	10,1	11,3	12,0	18,5
КПД	0	0,347	0,523	0,571	0,571	0,322

Определить может ли этот насос перекачивать 120 м³/ч воды на высоту 25 м и какой будет мощность насоса при такой производительности и напоре.