Мощность насоса формула гидравлика

Автор: | 12.03.2024

Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов

Гидравлическая мощность насоса

PГ = ρ x g x Q x H [Вт]

ρ — плотность жидкости [кг/м 3 ]
g — ускорение свободного падения [м/сек 2 ]
Q — расход [м 3 /сек]
H — напор [м]

Для насосов, у которых всасывающий и напорный патрубки имеют одинаковый диаметр и находятся на одном уровне, напор можно рассчитать по упрощённой формуле:

H = (p2 — p1) / (ρ x g) [м]

p2 — давление на напорном патрубке [Па]
p1 — давление на всасывающем патрубке [Па]

Таким образом, гидравлическая мощность насоса пропорциональна перепаду давления и расходу:

Если диаметр напорного патрубка меньше диаметра всасывающего патрубка, то для расчёта гидравлической мощности насоса напор необходимо увеличить на величину:

pump efficiency 1 Домострой

v2 — скорость жидкости в напорном патрубке [м/с]
v1 — скорость жидкости во всасывающем патрубке [м/с]
Q — расход [м 3 /с]
g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]
d2 — внутренний диаметр напорного патрубка [м]
d1 — внутренний диаметр всасывающего патрубка [м]

Если напорный и всасывающий патрубок расположены не на одной линии, то напор нужно ещё увеличить на разницу высот между двумя патрубками:

Потребляемая мощность насоса

Если вал насоса жёстко соединён с валом двигателя, то потребляемая мощность насоса равна механической мощности на валу электродвигателя.

КПД насоса

КПД насоса равен отношению гидравлической мощности к потребляемой:

Насос выбирается так, чтобы в рабочей точке его КПД был максимальным (см. рис.).

pump efficiency 2 Домострой

Механическая мощность на валу электродвигателя:

ηД — КПД электродвигателя,
PЭ — электрическая мощность, потребляемая двигателем из сети.

Электрическая мощность, потребляемая 3-х фазным электродвигателем из сети

PЭ = √3 х U х I х cos φ

U — напряжение сети [В]
I — ток, потребляемый электродвигателем [А]
cos φ — косинус угла между векторами тока и напряжения

Выводы: как вычислить КПД насоса

  • С помощью специального прибора с токовыми клещами измеряем электрическую мощность PЭ, потребляемую электродвигателем из сети. Если электродвигатель работает от преобразователя частоты, то ПЧ сам измеряет мощность и сохраняет это значение в одном из своих параметров
  • С шильдика электродвигателя списываем его КПД и вычисляем мощность на валу PВ. На шильдике, конечно, указана и номинальная мощность электродвигателя, но в данном случае нас интересует мощность электродвигателя в рабочей точке насоса
  • Если между двигателем и насосом существует жёсткая механическая связь (а не ременная передача, редуктор или муфта с проскальзыванием), то считаем потребляемую насосом мощность РП равной мощности на валу электродвигателя РВ
  • Измеряем перепад давления на напорном и всасывающем патрубках и вычисляем напор (если необходимо, то корректируем его с учётом разницы диаметров и высот напорного и всасывающего патрубков)
  • Измеряем расход и рассчитываем гидравлическую мощность насоса РГ
  • Вычисляем КПД насоса.

Если КПД насоса оказался ниже, чем вы ожидали, то стоит задуматься о профилактике, ремонте или замене насоса.

Мощностью насоса (мощностью, потребляемой насосом) назы­вается энергия, подводимая к нему от двигателя за единицу вре­мени. Мощность можно определить из следующих соображений. Каждая единица веса жидкости, прошедшая через насос, приобре­тает энергию в количестве Н, за единицу времени через насос про­текает жидкость весом pgQ.

Мощность, которая подводится к валу насоса называется подведенной. Она равна произведению крутящего момента на валу на его угловую скорость:

Гидравлическая (полезная) мощность насоса

Мощность — работа в единицу времени — применительно к насосам можно определять по нескольким соотношениям в зависимости от принятых единиц измерения подачи, давления или напора. Полезной мощностью называют мощность, сообщаемую насосом подаваемой жидкости. Если подача Q выражена в м3/с, а давление насоса — в Па, то полезная мощность Nп, кВт, составит

image317 Домострой

При массовой подаче QM выраженной в кг/с,

image319 Домострой

Если напор насоса выражен в метрах столба перекачиваемой жидкости, то

image321 Домострой

Для воды при температуре 20 °С и q = 9,81 м/с2

image323 Домострой

Если же подача воды выражена в м3/ч, а напор — в м вод. ст., то

image325 Домострой

Если мощность необходимо выразить в л. с, то ее вычисляют по следующей формуле: image327 Домострой

Мощность насоса, т. е. мощность, потребляемая насосом,

image329 Домострой

где η — КПД насоса.

Из формулы (2.46) видно, что КПД насоса представляет собой отношение полезной мощности к мощности насоса

image331 Домострой

Бъемный к.п.д. насоса

Коэффициент полезного действия насоса учитывает гидравлические, объемные и механические потери, возникающие при передаче энергии перекачиваемой жидкости. Объемные потери возникают вследствие перетекания части жид кости из области высокого давления в область пониженного давления (во всасывающую часть насоса) и вследствие утечек жидкости через сальники. Объемные потери оценивают объемным КПД насоса

image333 Домострой

где N0 — мощность, потерянная в результате перетекания жидкости и утечек

image335 Домострой

где Nм— мощность, затраченная на преодоление механических потерь

Гидравлический к.п.д. насоса

Коэффициент полезного действия насоса учитывает гидравлические, объемные и механические потери, возникающие при передаче энергии перекачиваемой жидкости. Гидравлическими потерями называют потери энергии на преодоление гидравлических сопротивлений при движении жидкости от входа в насос до выхода из него, т. е. во всасывающем аппарате, рабочем колесе и нагнетательном патрубке. Гидравлические потери оценивают гидравлическим КПД насоса:

image337 Домострой

где Nn — полезная мощность насоса; Nг — мощность, затраченная на преодоление гидравлических сопротивлений в насосе.

51.Механический к.п.д. насоса

Коэффициент полезного действия насоса учитывает гидравлические, объемные и механические потери, возникающие при передаче энергии перекачиваемой жидкости. Механические потери слагаются из потерь на трение в подшип-никах, сальниках и разгрузочных дисках рабочего колеса, а также из потерь на трение наружной поверхности рабочего колеса о жидкость. Механические потери оценивают механическим КПД насоса.

image339 Домострой

Общий к.п.д. насоса

КПД насоса есть отношение полезной мощности к мощности, потребляемой насосом

image341 Домострой(2.8)

Подобно тому, как это принято для лопастных насосов, для объемных насосов различают гидравлический image343 Домострой, объемный image345 Домостройи механический image347 ДомостройКПД, учитывающие три вида потерь энергии: гидравлические — потери напора (давления), объемные — потери на перетекание жидкости через зазоры, и механические — потери на трение в механизме насоса:

image349 Домострой(2.9)

image351 Домострой(2.10)

image352 Домострой(2.11)

где image354 Домострой— индикаторное давление, создаваемое в рабочей камере насоса и соответствующее теоретическому напору в лопастном насосе; image356 Домострой— потери мощности на трение в механизме насоса; image358 Домострой image360 Домострой— индикаторная мощность, сообщаемая жидкости в рабочей камере и соответствующая гидравлической мощности в лопастных насосах.

Умножим и разделим уравнение (2.7.8) на image362 Домостройи произведем перегруппировку множителей. Получим

image364 Домострой(2.12)

т. е. КПД насоса (общий) равен произведению трех частных КПД — гидравлического, объемного и механического.

КПД поршневых насосов зависит от размеров насоса и его конструкции, рода подаваемой жидкости и главным образом от развиваемого им давления. При давлении до 10 МПа η=0,9-0,92; при давлении 30-40 МПа η=0,8-0,85; при этом снижении КПД с увеличением давления зависит не только от конструкции насоса, но и от модуля упругости подаваемой жидкости, который снижается благодаря пузырькам газов.

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-10; Нарушение авторского права страницы

Этот калькулятор позволяет Вам вычислить три параметра, важные для проектирования гидравлической станции:
— скорость потока Q (л/мин);
— мощность N (кВт);
— давление P (бар).

Чтобы вычислить потребную мощность N (кВт), Вы должны ввести следующие данные:

1. Подача насоса Q ( л/мин).
2. Коэффициент подачи насоса (КПД), для гидравлического привода обычно находится в диапазоне 0.85-0.95.
3. Давление P (бар).
Затем нажмите «N», чтобы вычислить.

Чтобы вычислить давление P (бар), которое может быть получено при комбинации заданного двигателя и насоса, Вы должны ввести следующие данные:

1. Подача насоса Q ( л/мин).
2. Коэффициент подачи насоса (КПД), для гидравлического привода обычно находится в диапазоне 0.85-0.95.
3. Мощность N (кВт), это может находиться в пределах от 0.25 до 55 кВт
Затем нажмите «Р», чтобы вычислить.

Чтобы вычислить подачу насоса Q (l/min), Вы должны ввести следующие данные:

1. Мощность N (кВт), это может находиться в пределах от 0.25 до 55 кВт
2. Коэффициент подачи насоса (КПД), для гидравлического привода обычно находится в диапазоне 0.85-0.95.
3. Давление P (бар).
Затем нажмите «Q», чтобы вычислить.

Читайте также  Кпд что это такое в физике

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *