Основные параметры насосной установки

Введение

Методические указания содержат рекомендации для выполнения девяти лабораторных работ по дисциплине «Насосные станции и сельскохозяйственное водоснабжение». В каждой работе приводится схема лабораторной установки и дается ее описание. Далее излагаются необходимые понятия, описывается последовательность выполнения работы и приводятся основные расчетные формулы.

В конце каждой работы приведены формы таблиц, которые каждому студенту следует вычерчивать в тетради и заполнять их в процессе выполнения лабораторных работ. Кроме того, там же помещены вопросы для самоконтроля знаний по изучаемому разделу дисциплины.

Цель лабораторных работ по насосным станциям и сельскохозяйственному водоснабжению – ознакомить студентов с нормами и режимами водопотребления; схемами водоснабжения и составом сооружений; типами и конструкциями сооружений для забора природных вод; способами и технологиями улучшения качества воды; регулирующими, напорными и запасными емкостями и сооружениями; трубами, фасонными частями, арматурурой и санитарно-техническим оборудованием зданий; устройством, принципом действия и правилами эксплуатации насосов и насосных установок. В первой части методических указаний приведены рекомендации по выполнению лабораторных работ по насосным станциям, во второй − по сельскохозяйственному водоснабжению.

Работа 1. ПАРАМЕТРЫ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

И ПРАВИЛА ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Насосная установка (рис. 1) состоит из водозаборного устройства (нижний бьеф НБ, всасывающего трубопровода 1, самого насоса 2, напорного трубопровода 3, водоприемного устройства (верхний бьеф ВБ), запорной 4 и измерительной арматуры 5 (мановакуумметр МВ или вакуумметр В) и 6 (манометр М).

а) б)

Рис. 1. Схемы насосной установки : а) − с положительной высотой всасывания;

б) − с отрицательной высотой всасывания

Основные параметры насосной установки

1.Расход (производительность, подача) – объем воды, проходящей через напорный патрубок насоса в единицу времени (Q, л/с; м³/с; м³/ч). На установке расход замеряется при помощи расходомера или мерного водослива.

2.Напор – разность полных удельных энергий на выходе и входе, выраженная в метрах водяного столба перекачиваемой жидкости. Тратится эта энергия на преодоление высоты подъема и сопротивления трубопровода, т.е.

, (1)

где Н – напор насоса, м;

Н_г – высота подъема жидкости, или геодезический (геометрический) напор, т.е. расстояние по вертикали между уровнями воды в НБ и ВБ;

h_т – сопротивление трубопровода, т.е. сумма потерь напора ( местных и по длине) во всасывающем и нагнетательном трубопроводах.

По показаниям приборов, установленных на действующей насосной установке, напор определяется по формуле

(2)

где - показания манометра, м;

- показание мановакуумметра с учетом знака;

z – расстояние по вертикали между точками замера вакуумметрического и манометрического давления;

a - коэффициент кинетичности. Для турбулентного движения жидкости a = 1,05;

V_в и V_н – скорости во всасывающей и нагнетательной трубе, определяемые по формуле

V = Q / ω, (3)

здесь ω – площадь сечения трубы.

Так как разность скоростных напоров невелика, то ею можно пренебречь, и формула (2) примет следующий вид:

. (4)

Мощность насосной установкиможет быть потребляемой, эффективной (Nе), т. е. полученной от двигателя, и полезной (N_пол), отдаваемой жидкости.

Потребляемая мощность определяется при помощи ваттметра, эффективная − по графику N = f ( W ), а полезная − по формуле

, кВт, (5)

а для воды , кВт, (6)

где Q – расход, м³/с.

3.Коэффициент полезного действия (η)показывает долю энергии, отданной жидкости насосом, по отношению к полученной, т.е.

. (7)

Коэффициент полезного действия (КПД) может выражаться и в долях от единицы.

Дополнительные параметры

1.Геометрические высоты всасывания h_в и нагнетания h_н–расстояния по вертикали от уровня воды (соответственно нижнего или верхнего бьефов) до оси насоса. Они могут быть положительными и отрицательными. При положительной высоте всасывания уровень воды в НБ ниже оси насоса, а при положительной высоте нагнетания уровень в ВБ выше оси насоса. При отрицательных высотах всасывания и нагнетания – наоборот.

2.Приведенной высотой(всасывания Н_в.п или нагнетания Н_н.п) называется сумма геометрической высоты и потерь напора в соответствующем трубопроводе (всасывающем h_т.в или нагнетательном h_т.н), т.е.

Н_в.п = h_в + h_т.в, (8)

Н_н.п = h_н + h_т.н . (9)

3. Вакуумметрической высотой всасыванияН_вак называется показание вакуумметра, выраженное в метрах водяного столба перекачиваемой жидкости:

(10)