6. Насосы и насосные станции
Насосы служат для механизированного подъема и перекачки жидкости.
При помощи насосов можно поднимать жидкость на необходимую высоту, транспортировать ее под напором на требуемое расстояние.
6.1. Насосная установка
Независимо от выполняемых функций насос является составной частью насосной установки. На рис. 32 представлена насосная установка, работающая следующим образом [ 8 ].
Вода из приемного (нижнего) резервуара по всасывающему трубопроводу поступает в насос и далее по напорному трубопроводу нагнетается в напорный (верхний) резервуар.
Всасывающий трубопровод снабжен сеткой и клапаном. Сетка предохраняет насос от попадания загрязнения. Клапан удерживает воду во всасывающем трубопроводе и насосе при его заливке перед пуском.
На всасывающем и напорном трубопроводах установлены задвижки, позволяющие регулировать подачу воды.
Обратный клапан, установленный на напорном трубопроводе, не допускает обратного движения жидкости при остановке насоса и предохраняет его от гидравлического удара.
Работа насоса контролируется контрольно-измерительными приборами: расходомером, манометром и вакууметром, установленными на всасывающем и напорном трубопроводах.
Рис. 32. Насосная установка:
1 – напорный (верхний) резервуар; 2 – напорный трубопровод; 3 – расходомер; 4 – манометр; 5 – задвижка; 6 – насос; 7 – обратный клапан; 8 – вакууметр; 9 – задвижка; 10 – всасывающий трубопровод; 11 – сетка; 12 – клапан; 13 – приемный (нижний) резервуар.
Работа насоса характеризуется следующими техническими параметрами: Q – подача (производительность), Н - напор; N - потребляемая мощность; η – коэффициент полезного действия.
Подача насоса – объем воды (жидкости), перекачиваемой насосом в единицу времени, измеряется в л/с, м3/ч и т.д.
Напор насоса – энергия, сообщаемая насосом единице веса перемещаемой жидкости, измеряется в м.вод.ст.
Потребляемая насосом мощность (на валу) – мощность, расходуемая для создания определенных величин Q и Н, определяется по формуле:
,
кВт,
( 33 )
где ρ - плотность жидкости; g – ускорение свободного падения; η – коэффициент полезного действия.
Коэффициент полезного действия - представляет собой отношение полезной мощности к потребляемой насосом мощности:
(
34 )
где Nп - полезная мощность насоса, всегда меньше мощности насоса из-за потерь, возникающих в нем, определяется по формуле:
,
кВт.
( 35 )
Полный расчетный напор насосной установки определяется по формуле:
Нполн = Нг + , м, ( 36 )
где Нг - геометрическая высота подъема жидкости, равная расстоянию от нижнего уровня всасывания до верхнего уровня нагнетания:
Нг = Нвс + Ннаг , м, ( 37 )
где Нвс – геометрическая высота всасывания насоса; Ннаг – геометрическая высота нагнетания насосом; – суммарные потери напора во всасывающем и напорном трубопроводах:
= вс + наг , м. ( 38 )