7. Электрический расчет насосной установки.

1. Основные характеристики эл. насосов.

Из всего многообразия насосов на промышленных объектах и в коммунальном хозяйстве используют в основном два вида насосов: поршневые и центробежные.

Поршневые насосы благодаря своей конструкции обладают постоянной подачей Q (м³/сек) и на напоре могут развивать давление до нескольких десятков МПА. Их применяют для осушки шахты, колодцев, технологических каналов и различного рода цистерн.

Главные недостатки поршневых насосов.

• Сложность конструкции, наличие трущихся частей.

• Обязательный элемент привода насоса – червячный редуктор.

Центробежные насосы обладают худшими гидравлическими характеристиками, однако, более просты в изготовлении, надежны в работе и не нуждаются в редукторе. Напор центробежного насоса Н (м) связан с частотой вращения вала и производительность Q (м³/сек). Поэтому для выбора насоса надо располагать его характеристикой Н=f(Q)

В центробежных насосах (ЦН), когда требуется постоянство напора Н, применяют ЦН с жесткой характеристикой (1). Это питательные насосы котлов, ПТУ и т.д. ЦН с мягкой характеристикой (2) применяются там, где постоянство напора не существенно и требуется лишь регулировка Q – циркулярные, охлаждающие насосы.

Рис. 7.1. Характеристики центробежного

Насоса: 1 – жесткая; 2 – мягкая.

2. Общие расчетные и технические данные.

Мощность на валу ЭД, необходимая для вращения насоса, определяется работой затрачиваемой на подъем и транспортировку жидкости.

(7.1.)

Q – подача насоса, м³/сек;

Н_СТ – статическая составляющая напора, м;

Р_нагн – давление насоса, ПА;

γ – удельный вес жидкости (для воды равен 9810 н/м³);

η_нас – КПД насоса;

η_об – коэффициент, учитывающий потери через не плотности сальников насоса или системы.

Для поршневых насосов КПД:

При Q ≤ 5,55 ∙ 10^-3 м³/с η_нас = 0,6 – 0,65

При Q = 5,55 - 16,7 ∙ 10^-3 м³/с η_нас = 0,65 – 0,75

При Q >16,7∙ 10^-3 м³/с η_нас = 0,75 – 0,8.

КПД центробежных насосов:

η_н = 0,6 – 0,75 для ЦН с Н более 39000 ПА.

η_н = 0,3 – 0,6 для ЦН с Н до 39000 ПА.

Для мелких насосов для осушки цистерн, емкостей, колодцев

Гидравлические системы по исполнению различают на открытые и замкнутые.

В открытых системах насосы перекачивают жидкость либо в резервуар, либо из резервуара. Q насоса определяется объемом (м³) резервуара и временем, за которое этот объем надо наполнить, либо осушить.

Замкнутые системы это, как правило, различного рода системы охлаждения.

Q насоса в этих системах определяется мощностью теплосъема Р (квт) и разностью температур:

(7.2.)

Р_Т.П. – мощность тепловых потерь технологического и иного оборудования, квт;

ρ_ох – плотность воды, кг/м³;

С_ох – удельная теплоемкость охлаждающей воды, кдж/кг∙к⁰

Напор Н насоса в открытых системах равен сумме статических высот нагнетания и всоса плюс сумме потерь напора в трубопроводах всоса и нагнетания ∆h.

Δh_тр - сопротивление трения в трубопроводе;

Δh_м.с. – местное сопротивление в изгибах и поворотах труб, арматуры.

В замкнутой системе:

Н ≥ h_в + h_н , где h_в = ∆h_тр.в + ∆h_м.с.в h_н = ∆h_тр.н + ∆h_м.с.н

Если замкнутая система состоит из нескольких параллельных ветвей, то при подборе насоса напор Н принимают равным сумме гидравлических потерь в кольце, обладающем наибольшим сопротивлением.

∆h_тр. – сопротивление трения в трубопроводе;

∆h_м.с – местное сопротивление в изгибах и поворотах труб и арматуре.

Для прямолинейного трубопровода

(7.3)

- коэффициент характеризующий сопротивление трения внутри трубопровода;

g - ускорение свободного падения, м/сек²;

- коэффициент сопротивления трубы;

- длина прямолинейного участка, м;

d_вн - внутренний диаметр трубы, м.