Коэффициент полезного действия насоса

Испытание шестеренного насоса

Введение

Шестеренные насосы относятся к объемным насосам и используются в основном для перемещения вязких жидкостей (масла, нефти, мазута и т.п.). Они нашли применение в машиностроении, там, где требуется создание высоких давлений при небольшой производительности.

Насосы конструктивно просты, малогабаритны, долговечны в работе и могут работать при высоких числах оборотов (до 90 об/с).

Принцип работы: в корпусе такого насоса (рис. 7.1) навстречу друг другу вращаются две шестеренки, одна из которых (ведущая) приводится во вращение от электродвигателя. Когда зубья шестерен выходят из зацепления (всасывающая полость) образуется разрежение, под действием которого происходит всасывание жидкости. Она поступает в корпус, захватывается зубьями шестерен и перемещается вдоль стенок корпуса в направлении вращения. В нагнетательной полости, где зубья вновь входят в зацепление, давление жидкости повышается и она вытесняется и поступает в напорный трубопровод.

Рис. 7.1. Схема шестеренного насоса:

1,3 – шестеренка;2- нагнетательная полость;

4-корпус; 5- всасывающая полость

Основными параметрами, характеризующими работу любого насоса, являются:

– производительность;

– полный напор;

– мощность;

– высота всасывания.

– коэффициент полезного действия;

Производительность насоса

Производительность (подача) насоса (G_V) определяется объемом жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени (м³/с, м³/ч, л/с).

Теоретическую производительность шестеренного насоса вычисляют по формуле:

,

(7.1)

где 2 – число шестерен;

V_n – вместимость (объем) впадины (одного зуба);

Z – число впадин (зубьев);

n – число оборотов в секунду;

η_v – коэффициент наполнения впадины, являющейся функцией числа оборотов (η_v = 0,3÷0,7).

Практическую производительность насоса определяют путем изменения расхода жидкости в напорной линии трубопровода с помощью расходомерных устройств (мерных баков, расходомеров и др.)

Полный напор насоса

При перекачке жидкости насос сообщает ей необходимую энергию. Удельную энергию, которую получает единица веса жидкости, прошедшая через насос, называют полным напором насоса (Н).

Практически полный напор действующей насосной установки определяют по показаниям манометра (Р_м) и вакуумметра (Р_в)

(7.2)

где h – расстояние по вертикали между уровнями установки приборов.

Напор измеряют в метрах перекачиваемой жидкости (например, метр водного столба) или единицах измерения давления.

Мощность насоса

Различают полезную мощность (N_n) и мощность на валу (N_е).

Полезная мощность равна произведению весового расхода жидкости (rG_vg) на удельную энергию (Н):

.

(7.3)

Мощность на валу определяют по формуле (7.4):

,

(7.4)

где N_дв – мощность двигателя;

η _дв – кпд двигателя (приводится в паспорте на двигатель);

η _пер – кпд передачи приводится в справочниках, в зависимости от типа передачи).

Мощность электрического двигателя рассчитывают по формуле:

(7.5)

где I – сила тока;

U – величина напряжения;

Cos φ – характеристика двигателя (приводится в паспорте на двигатель).

Коэффициент полезного действия насоса

Произведение объемного (η_v), гидравлического (η_r) и механического (η_м) коэффициентов полезного действия называют коэффициентом полезного действия насоса (η_н):

.

(7.6)

Практически эти сомножители трудно определить. С другой стороны, коэффициентом полезного действия называют отношение

.

(7.7)