Меню

При кавитации кпд мощность

Лекции № 6. Характеристика лопастного насоса и изменение характеристики насоса. Явление кавитации

Основными параметрами, характеризующими работу насоса, являются:

• частота вращения n;

• высота всасывания Н вак .

Подачей насоса называется расход жидкости через выходной патрубок и обозначается буквой Q. [л/с; м³/с].

Напорпредставляет собой разность энергий единицы веса жидкости до насоса и после него. Н [м].

Мощность, различают полезную N эф и потребляемую N п.

Полезная мощность насоса — это энергия, приобретенная жидкостью за единицу времени.

Потребляемая мощность всегда больше полезной мощности на величину потерь.

Эти потери оцениваются η насоса.

Из указанных параметров подача и число оборотов являются независимыми переменными, остальные — их функциями.

Взаимосвязь параметров в различных режимах работы насоса изображается графически в виде характеристик, составляемых по результатам испытаний насоса. Характеристики обычно представляют в виде функциональных зависимостей напора, мощности, КПД и высоты всасывания от подачи насоса при одном или нескольких значениях числа оборотов.

Для правильной эксплуатации лопастного насоса необходимо знать характеристику насоса, под которой подразумевается зависимость Н, η, N эф от Q при n = const.

В характеристике центробежного насоса (рис. 15.) указано изменение напора Н, мощности N, потребляемой насосом, и КПД η в зависимости от подачи Q насоса при неизменной частоте вращения вала.

Рис. 15. Характеристика лопастного насоса

Режим работы насоса с наибольшим КПД называют оптимальным ( Q опт). Область в пределах изменения подачи при небольшом снижении КПД ( Q 1, Q 2) называют рабочей. Насос рекомендуется применять в пределах этих параметров.

Теоретический напор насоса ( H Т∞) при бесконечном числе лопаток изменяется линейно в зависимости от изменения подачи. Действительно, с изменением подачи меняется только величина скорости с u2∞ прямо пропорциональная количеству жидкости, проходящей через каналы рабочего колеса. Таким образом, напор H Т∞ как функция от подачи представляется прямой линией (см. рис. 15).

При переходе к реальному насосу напор уменьшается, что обусловлено потерями в связи с конечным числом лопаток (на рис. 15. заштрихованная зона 1), потерями напора в каналах насоса (зона 2), потерями на входе в колесо, переходе в отвод и в отводе (зона 3).

Читайте также:  Как увеличить мощность через выхлопную систему

Напор насоса обычно наибольший при нулевой подаче на режиме, который называется режимом закрытой задвижки. У некоторых насосов наибольший напор не совпадает с нулевой подачей. Характеристика такого насоса показана на рис. 15. пунктиром. Здесь, в области малых подач, работа насоса будет неустойчивой, так как напор не определяет однозначно количество подаваемой жидкости (при одной и той же величине напора может быть подача большая и меньшая).

Кавита́ция — это процесс парообразования и последующей конденсации пузырьков пара в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром самой жидкости, в которой возникает. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении её скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация), существуют и другие причины возникновения эффекта. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырёк схлопывается, излучая при этом ударную волну.

Явление кавитации носит локальный характер и возникает только там, где есть условия. Перемещаться в среде возникновения не может. Кавитация разрушает поверхность гребных винтов, гидротурбин, акустических излучателей, деталей амортизаторов, гидромуфт и др. Кавитация также приносит пользу — ее применяют в промышленности, медицине, военной технике и других смежных областях.

Источник



Основные параметры насосов: напор, подача, мощность, коэффициент полезного действия, кавитационный запас

date image2015-02-24
views image5910

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Насосы представляют собой гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей под напором. Преобразуя механическую энергию приводного двигателя в механическую энергию движущейся жидкости, насосы поднимают жидкость на определенную высоту, подают ее на необходимое расстояние в горизонтальной плоскости или заставляют циркулировать в какойлибо замкнутой системе. Основными параметрами насосов, определяющими диапазон изменения режимов работы насосной станции, состав ее оборудования и конструк тивные особенности, являются напор, подача, мощность и коэффициент полезного действия. Напор представляет собой приращение удельной энергии жидкости на участке от входа в насос до выхода из него. Выраженный в метрах напор насоса определяет высоту подъема или дальность перемещения жидкости.

Читайте также:  Коэффициентом мощности цепи это отношение

Подача характеризуется объемом жидкости, подаваемой насосом в напорный трубопровод в единицу времени, и измеряется обычно в м/с, л/с или м3/ч. Мощность, затрачиваемая насосом, необходима для создания нужного напора и преодоления всех видов потерь неизбежных при преобраз. подводимой к насосумехан. энергии в энергию движения жидкости по трубопроводам. Измеряемая в кВт мощность насоса определяет мощность приводного двигателя и суммарную мощность насосной станции.

Коэффициент полезного действия учитывает все виды потерь связанных с преобразованием насосом механической .энергии двигателя в энергию движущейся жидкости. КПД определяет экономическую целесообразность эксплуатации насоса при изменении остальных его рабочих параметров (напора, подачи, мощности). История возникновения и развития насосов показывает, что первоначально они предназначались исключительно для подъема воды. Однако в настоящее время область их применения настолько широка и многообразна, что определение насоса как машины для перекачивания воды было бы односторонним.

Подача насоса (установки) — это количество жидкости перекачиваемой насосом (установкой) в единицу времени. Различают объемную подачу, массовую подачу и весовую подачу. В характеристиках насосов обычно принято задавать объемную подачу, т. е. объем жидкости, полезно используемый потребителем, при давлении, измеренном на выходе из насоса. Для гидроструйных насосов кроме полезной (пассивной) подачи должен быть задан расход рабочей (активной) жидкости.

Напором насоса называют разность удельных механических энергий жидкости на выходе из насоса и на входе в него. Различают объемный, массовый и весовой напоры. Весовой напор имеет смысл в условиях определенного и постоянного поля гравитации. Он увеличивается с уменьшением ускорения свободнбго падения, а в условиях невесомости становится равным бесконечности. Поэтому весовой напор, широко используемый в настоящее время (на территории СССР он колеблется за счет изменения гравитационных сил в пределах 0,35 %, а в целом на Земле — в пределах 0,6 %), неудобен для характеристик насосов летательных и космических объектов.
На практике очень часто для высоконапорных насосов скоростным напором и энергией положения пренебрегают вследствие их малости по сравнению со статическим давлением. Полная мощность насоса N расходуется на приведение его в действие. Она подводится извне в виде энергии приводного двигателя или с расходом рабочей жидкости, подаваемой к струйному аппарату под определенным напором.

Читайте также:  Как посчитать потребляемую мощность ватт

Коэффициент полезного действия (КПД) насоса — отношение полезной гидравлической мощности, к полной подводимой мощности.

К показателям кавитации относят надкавитационный напор (кавитационный запас) — избыток удельной энергии жидкости над удельной энергией (упругостью) ее насыщенных паров. Для разных стадий развития кавитации различают следующие надкавитационные напоры:
подавляющий — значение надкавитационного напора, при котором в насосе не проявляется никаких признаков кавитации;
эрозионный (парогазовый) — значение надкавитационного напора, при котором обнаруживается эрозионное воздействие жидкости на проточную часть насоса; начало эрозии обнаруживается методом лаковых покрытий или путем анализа виброзвуковых характеристик;
параметрический — значение надкавитационного напора, при котором появляются устойчивые кавитационные каверны;
при испытаниях насосов рекомендуется принимать величину, при которой напор насоса уменьшается на 2 % по сравнению с бескавитационной работой при неизменной (заданной) подаче;
предельный— наименьшее значение надкавитационного напора, при котором еще сохраняется кинематическое подобие (подобие течений) в модельном и испытываемом (натурном) насосах.
Перечисленные кавитационные показатели являются объективными, однако для насосов важно знать необходимый надкавитационный напор. Этот параметр должен быть обеспечен в процессе эксплуатации для того, чтобы насос работал без существенного снижения напора и КПД или чтобы была ограничена приемлемыми пределами скорость кавитационной эрозии деталей насоса либо какие-нибудь другие показатели.

КПД η – отношение полезной мощности NПОЛ к потребляемой N.

Насосы следует эксплуатировать на тех режимах, при которых значение их КПД близки к max.

Явление кавитации в текущей жидкости возникает в тех случаях, когда статическое давление в какой-либо области е потока снижается до давления насыщенного пара. Кавитационный запас – превышение полной (статической и кинетической) удельной энергии потока жидкости перед входом в насос над удельной энергией давления насыщенных паров при возникновении кавитации в нем.

Источник