Подача насоса

Одним из основных параметров является подача насоса ввиду того, что насос – это машина, в которой происходит преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости, благодаря чему осуществляется её движение (поток).

Основная характеристика насоса - это зависимость подачи от расхода (производительности) насосного агрегата.

Подача насоса представляет собой количество жидкости, подаваемой в единицу времени. В зависимости от характера установки количество подаваемой жидкости измеряется объёмом или весом.

Высота подачи насоса - это высота, на которую насос способен поднять воду по трубопроводу.

Объёмная подача = единица объёма / единица времени.

Размерности объёмной подачи: м³/ч, м³/сек, л/мин и т.п.

Весовая подача = единица веса / единица времени.

Размерности весовой подачи: т/ч, кГ/сек.

Весовая подача G связана с объемной подачей Q соотношением

G = уQ

где

• у – удельный вес жидкости.

Номинальная подача насоса – это объем жидкости, подаваемый в определенный период времени. Обычно выражается в литрах в минуту или кубических метрах в час.

Все типы насосов, несмотря на их огромное разнообразие, делятся на 2 группы: насосы вытеснения и лопастные насосы.

Самым простым насосом вытеснения является поршневой насос, который представляет собой цилиндр с перемещающимся в нем поршнем. При перемещении поршня из правого крайнего положения в левое жидкость занимавшая внутренне пространство цилиндра, вытесняется в сторону нагнетания.

При обратном движении поршня это пространство вновь заполняется заполняется жидкостью, поступающей со стороны всасывания.

Подача поршневого насоса выражается произведением вытесненного за один ход объема V на число рабочих ходов в единицу времени.

Объем V=f × S,

где

• f – площадь поршня,
• S – его ход

Высота подачи насоса - подача насоса

Q = f × Si /60

где

• i – число ходов поршня

Подачу группы лопастных насосов можно посмотреть на примере центробежного насоса.

В отличие от насосов поршневого типа, центробежные насосы развивают и поддерживают постоянную подачу, что видно по расположенному рядом графику. Регулирование подачи и напора, развиваемых насосом осуществляется за счет установки запорной арматуры - кранов и вентилей.

Зависимость подачи Q от напора H называется напорно расходной характеристикой насоса. Если Вы обратите внимание на характеристику, то заметите, что она имеет изогнутый вид.

Работа центробежного насоса основана на совершении силового взаимодействия лопасти колеса с обтекающим её потоком. При вращении колеса в потоке жидкости возникает разность давлений по обе стороны каждой лопасти. Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая её давление и скорость, т.е. механическую энергию. При постоянном числе оборотов каждому значению подачи лопастного насоса соответствует определенный напор.

Путем многочисленных опытов и испытаний насосов центробежного типа удалось придти к наиболее энергоэффективной рабочей точке насоса, расположенной на вершине характеристики. В рабочей точке насос имеет самый высокий КПД.

КПД насосов разных типов и размеров могут отличаться в очень широком диапазоне. Для насосов с мокрым ротором КПД равен от 5% до 54 % (высокоэффективные насосы); для насосов с сухим ротором КПД равен от 30 % до 80%. Если насос работает при закрытом клапане, создается высокое давление, но вода не перемещается, поэтому КПД насоса в этот момент равняется нулю.

То же самое справедливо при открытой трубе. Несмотря на большое количество перекачиваемой воды, давление не создается, а значит КПД равняется нулю.

В насосах вытеснения величина напора принципиально не ограничена. Повышение же подачи может быть достигнуто лишь увеличением конструктивных размеров и числа рабочих ходов (числа оборотов).

В таких насосах вытеснения, как поршневые, вследствие цикличности движения тела вытеснения поток жидкости неустановившийся, и повышение скорости потока, а следовательно, и высота подачи насоса ограниченна инерционными явлениями за счет увеличения числа оборотов.

Отсюда вытекает область применения поршневых и плунжерных насосов – это высокие давления при относительно малых подачах.

Соединение поршневых и плунжерных насосов с наиболее распространенными типами двигателей – электродвигателями, требует применения кривошипного механизма. В роторных насосах вытеснения – шестеренчатых и винтовых насосах – этот недостаток устранен, и они могут соединятся с современными типами двигателей. Шестеренчатые насосы, как и поршневые применяются при относительно малых подачах и сравнительно больших напорах.

Лопастные насосы хороши в области невысоких напоров, поскольку вследствие вращения лопастного колеса с постоянным числом оборотов подача насоса будет значительно больше, чем в поршневом насосе.

Центробежные насосы при тех же значениях подачи получаются значительнее компактней, легче и дешевле. КПД лопастного насоса при умеренных напорах не уступает КПД насоса поршневого типа. Поэтому для средних и низких напоров и большой подачи(расхода) применяют исключительно лопастные насосы.

Управление величиной подачи насоса осуществляется несколькими способами. Самый популярный - с помощью регулирующей арматуры. Открывая вентиль вы увеличиваете подачу, а закрывая его – уменьшаете.

Второй способ уменьшения/увеличения подачи – изменения частоты вращения насоса. Многие современные насосы способны работать в нескольких режимах – переключение между которыми осуществляется прямо на корпусе. Переключаясь между режимами и изменяя частоту вращения Вы изменяете и подачу.