Мощность и коэффициент полезного действия насоса

Работу, производимую насосом простого действия за один оборот вала, можно выразить равенством:

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №1 - открытая онлайн библиотека

или

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №2 - открытая онлайн библиотека

где р = Hg - давление на поршень насоса в кгс/м2;

f - площадь поршня в м2;

S - ход поршня в м;

g - уд. вес жидкости в кгс/м3.

При n об/мин теоретически полная внутренняя гидравлическая мощность насоса любого типа составит

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №3 - открытая онлайн библиотека

где 102 – множитель для перевода кгсм в кВт.

Для насоса простого действия Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №4 - открытая онлайн библиотека , и, следовательно:

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №5 - открытая онлайн библиотека

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №6 - открытая онлайн библиотека где Q - теоретическая производительность насоса в м3/час.

Эта формула применима для любого насоса. В действительности вследствие ряда потерь расход энергии будет значительно большим.

Как указывалось выше, фактическая производительность на­соса меньше теоретической:

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №7 - открытая онлайн библиотека

Вследствие гидравлических со­противлений в самом насосе за счет трения и ударов фактическая вы­сота напора (Нг) всегда меньше теоретической

He=hгH

где hг - гидравлический к.п.д.

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №8 - открытая онлайн библиотека

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №9 - открытая онлайн библиотека

Рисунок 9 – Характеристики поршневого насоса

Наконец, вследствие механических потерь от трения в сальниках, подшипниках и т. д. фактическая затрата энергии больше теоретической

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №10 - открытая онлайн библиотека

где hмех - механический к.п.д.

Таким образом, действительная мощность на валу насоса (с уче­том потерь) будет равна:

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №11 - открытая онлайн библиотека

Полный к. п. д. насоса равен произведению отдельных к.п.д.:

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №12 - открытая онлайн библиотека

Для поршневых насосов полный к.п.д. обычно колеблется в пре­делах от 0,72 до 0,93; к.п.д. прямодействующих паровых насосов равен 0,73-0,88.

Коэффициент полезного действия и мощность на валу насоса в зна­чительной мере зависят от производительности и высоты напора или давления насоса. Обычно такая зависимость выражается в виде так называемых характеристик насосов данного типа. Примером может слу­жить приведенная на рис. 37 характеристика поршневого насоса с чис­лом оборотов п=150 об/мин.

Мощность электродвигателя для привода насоса определяется по формуле

Мощность и коэффициент полезного действия насоса - №13 - открытая онлайн библиотека

где hпер - к.п.д. передачи.

Так как в процессе работы насоса возможна перегрузка электро­двигателя, его мощность выбирают с запасом. При величине потребляемой мощности от 2 до 5 л.с. расчетную мощность увеличивают на 20%, от 5 до 50 л.с - на 15% и более 50 л.с. - до 10%.