Как любой механизм, который преобразует один вид энергии в другой насос преобразует механическую энергию вращающегося вала в энергию потока жидкости на выходе из насоса. Процесс преобразования происходит с потерями энергии. Полезная мощность - это мощность потока жидкости выходящей из напорного патрубка. Потребляемая мощность - это мощность подводима к валу насоса. КПДнасоса =Ргидр/Рвала . Ргидр = плотность х Qх Н- мощность потока жидкости на выходе из насоса. Рвала = Момент на валу х угловую скорость - мощность подводимая к валу насоса.
ХАРАКТЕРИСТИКА КПД НАСОСА.
Характеристика КПД строиться в зависимости от подачи насоса и показывает как меняется КПД насоса в зависимости от подачи насоса. Производители насосов при испытаниях определяют КПД насоса во всем рабочем диапазоне. Точка, в которой КПД насоса достигает максимального значения называется точкой максимального КПД или Best Efficiency Point (BEP). BEP указывается на характеристиках КПД центробежных насосов. В точке максимального КПД жидкость протекает по каналам насоса с минимальными потерями и вихреобразованиями. В этой точке, при этом значении подачи насос работает наиболее стабильно, поток проходит через насос наиболее плавно, а радиальная нагрузка на подшипники насоса минимальна. При подборе насосов необходимо стремится к тому чтобы требуемые параметры (подача, напор) находилась как можно ближе к точке максимального КПД,
Форма характеристики КПД. может иметь разный вид. На рисунке показаны две характеристики. Одна "Насос 2" имеет явно выраженный максимум но далее при увеличении и уменьшении подачи КПД начинает быстро снижаться. Характеристика "Насос 1" имеет растянутый максимум. Максимальное значение меньше, но с учётом того что насос не работает в одной точке, то область эффективной эксплуатации у Насоса 1 больше и поэтому данный насос может быть более эффективным в рабочем диапазоне.
Характеристика КПД в каталогах.
Характеристика КПД может приводится в каталогах и другой технической документации. Форма представления может быть разной - как в виде отдельной характеристики так и в виде линий равного КПД на напорной характеристике. Линии равного КПД является более удобной формой представления КПД так как позволяют оценить КПД при разных диаметрах рабочего колеса.
Потери энергии в насосах динамического типа.
Виды потерь в центробежных насосах.
Диаграмма наглядно демонстрирует виды потерь в насосе. На входе мощность, которая передается от вала электродвигателя к валу насоса. На выходе из напорного патрубка насоса мощность потока жидкости. преобразование энергии вращающегося вала в гидравлическую энергию происходит с потерями в насосе. Все потери в насосе можно разделить на три вида - механические, гидравлические, объемные.
Гидравлические потери. Гидравлический КПД.
Гидравлические потери – это потери вызванные вихреобразованием при прохождении жидкости через каналы насоса (рабочее колесо отвод подвод). Гидравлический КПД, учитывает качество профилирования геометрии рабочего колеса подвода и отвода. На рисунке показана структура потока в насосе и и изменение скорости жидкости.
Механические потери. Механический КПД.
Механические потери – это потери вызванные трением в узлах насоса. Потери в подшипниках, уплотнениях, дисковое трение жидкости о вращающиеся детали насоса.
Дисковое трение потери. Дисковые потери.
Дисковые потери возникают из-за того, что молекулы жидкости прилипают к поверхности рабочего колеса. Возникающее напряжение между слоями жидкости препятствует вращению рабочего колеса. Чем больше поверхность дисков тем больше потери на трение. Шероховатость дисков влияет на дисковые потери. Коррозия рабочего колеса увеличивает дисковые потери.
Объемные потери. Объемный КПД насоса.
В каждом насосе есть область высокого давления и область низкого давления. Область высокого давления и низкого отделены зазорами. Зазоры в щелевых уплотнениях. Часть жидкости перетекает из области высокого давления в область низкого давления. Величина перетечек зависит от размера зазора и от разности напоров на входе и выходе из насоса, вязкости жидкости. Чем выше напор тем больше перетеки ниже КПД насоса. При износе увеличивается зазор увеличиваются перетечки и снижается объемный КПД. Также в насосе часть жидкости вытекает наружу через уплотнения и другие соединения.
Другие темы курса "Принцип действия насоса. Характеристики насоса".
Кавитационный запас насоса. Виды кавитационных запасов (критический, допускаемый). Располагаемый кавитационный запас системы. Условие работы насоса без кавитации. Способы устранения кавитации.
Монтаж насоса. Фундаменты. Всасывающие и нагнетательные трубопроводы. Монтаж трубопроводов. Усилия от трубопроводов на патрубки насосов. Пуск и останов насосов. Фильтры на входе в насос.
Причины поломок насосов. Причины выхода из строя подшипников, уплотнений. Обслуживание и ремонт. Обеспечение надежной работы насосов. Как сократить количество ремонтов насосов.