Насосная установка

Схема насосной установки

Насос 1 забирает воду из водоема 10 и подает в напорный резервуар 11. Всасывающая сетка 2 предотвращает попадание мусора, твердых частиц в насос. При расположении насоса выше уровня воды в водоеме устанавливается всасывающая сетка с обратным клапаном. При выключении насоса обратный клапан перекрывается, удерживая столб воды во всасывающем трубопроводе 3 и насосе. На всасывающем 3 и напорном 6 трубопроводах устанавливаются задвижки 4, позволяющие отключить насос 1 при его замене и ремонте. Для контроля за работой насоса устанавливаются на напорном трубопроводе манометр 7 и на всасывающем – вакуумметр 5. Если насос расположен ниже уровня воды в водоеме или забирает воду из водопроводной сети, то на всасывающей линии устанавливается мановакуумметр. Обратный клапан 8 предотвращает обратный ток жидкости при выключенном насосе и защищает насос от гидравлического удара. На напорном трубопроводе устанавливается расходомер 9, позволяющий определить подачу насоса и вести контроль за использованием воды. Давление в напорном резервуаре 11 может быть как атмосферное, так и отличное от него Р₀.

Рабочие параметры насосов

Работа насоса характеризуется следующими параметрами: подачей Q, м³/с (л/с); напором Н, м; потребляемой мощностью N, Вт (кВт); полным коэффициентом полезного действия и высотой всасывания H_вс, м.

Подача и напор насоса

Подачей насоса называется объем жидкости, перемещаемой насосом за единицу времени. Способы определения - объемный (с использованием тарированной емкости), крыльчатые, турбинные, индукционные расходомеры, дроссельные устройства и т.д.

Напором насоса называется полная удельная энергия, сообщаемая им единице веса перемещаемой жидкости, т.е. напор насоса – это разность полных удельных энергий потока жидкости на выходе и на входе в насос.

Напомним, что удельная энергия - это энергия, отнесенная к единице веса перекачиваемой жидкости. Выберем плоскость сравнения 0-0, совпадающую с уровнем воды в водоеме (сечением I-I). Тогда полная удельная энергия потока жидкости перед насосом (в сечении II-II) будет равна

,

где Н_вс - высота всасывания (высота установки насоса над уровнем воды в водоеме), м; р_вс - абсолютное давление во всасывающем трубопроводе перед насосом в месте установки вакуумметра (мановакуумметра) в сечении II-II, Па; V_вс - средняя скорость жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с; ρ - плотность жидкости, кг/м³; g - ускорение свободного падения, м/с². Полная удельная энергия потока жидкости после насоса в сечении III-III:

,

где Н₀ - разность высот мест установки манометра и вакуумметра, м; р_н - абсолютное давление в напорном трубопроводе на выходе из насоса в сечении III-III в месте установки манометра, Па; V_н - средняя скорость жидкости в напорном трубопроводе, м/с. В соответствии с определением напор в насосе будет равен:

или . (9.1)

Определение напора насоса по показанию приборов

Манометр показывает превышение давления над атмосферным:

,

а вакуумметр недостаток давления до атмосферного:

.

Абсолютные значения давления связаны с показанием приборов соотношениями:

; .

С учетом соотношения (9.1) и выражений для р_н и р_вс формула для определения напора работающего насоса по показаниям манометра и вакуумметра имеет вид:

. (9.2)

При заборе воды насосом из водопроводной сети (при подаче воды во внутренний противопожарный водопровод, в автоматические установки пожаротушения, заборе воды пожарными насосами из гидрантов) или при перекачке воды пожарными насосами во всасывающем патрубке перед насосом может быть избыточное давление, а не вакуум. Тогда абсолютное значение давления во всасывающем трубопроводе перед насосом связано с показанием манометра или мановакуумметра соотношением:

.

Подставляя значения и в уравнение (9.1), получаем формулу (9.3) для определения напора насоса по показаниям манометра на всасывающем и напорном патрубке:

. (9.3)

Уравнения (9.2) и (9.3) используют для определения напора при испытании насоса и при проведении пожарно-технического обследования насосных станций.

Если манометр и вакуумметр находятся на одной высоте Н₀ = 0, диаметры всасывающего и напорного патрубков одинаковы V_н = V_вс, то

или . (9.4)