Понятие о напоре насоса и насосной установки

Напором насоса называют количество энергии, которое приобретает каждый килограмм жидкости, проходящий через насос, за счет работы двигателя. Его можно определять и как разницу в содержании энергии 1 кг жидкости за насосом и перед ним.

Действительно, если взять 1 кг жидкости, выделен­ный из общего ее потока перед насосом в сечении I-I, находящийся (как видно из рисунка 21) на высоте z₁ под давлением    и движущийся с абсолютной скоростью v1, его удельная энергия будет равна:

                              (2 -7 )

то есть будет складываться из энергии положения (z₁), энергии давления  и скоростной или кинетической энергии  .

Величины z₁ и  относятся к потенциальной, то есть скрытой, или запасенной, форме энергии. Так, потенциальная энергия положения (z₁) - это запас энергии в 1 кг жидкости вследствие подъема его на высоту z₁ над уровнем воды в приемном резервуаре, условно принятом за плоскость сравнения О-О.

Аналогично определяется и удельная энергия 1 кг жидкости за насосом в сечении II-II:

                                   (2 - 8)

Следовательно, полный напор насоса будет опреде­ляться выражением:

или

                            (2 - 9)

Так как давление за насосом измеряется манометром (М), а давление перед насосом - вакуумметром (В) и их показания согласно вышесказанному записываются выражениями:

     и    

то после подстановок и замены величины z₂ - z₁ на z (см. рис. 21) уравнение (2-9) примет следующий вид:

                  (2 - 10)

из которого следует, что полный напор насоса может быть выражен также и через показания приборов - манометра и вакуумметра.

В справочной литературе и последних ГОСТах полный напор насоса Н, измеряемый в м вод. ст., записывается еще и так:

                (2 - 11)

где М₀ и В₀ - показания манометра и вакуумметра в м вод. ст., приведенные к оси насоса;
u₂ и u₁  - скорости жидкости (в м/сек) в местах присоединения трубок манометра и   вакуумметра.

При расположении приборов, как показано на рисунке 21,

Полный напор насоса используется для транспортирования жидкости по всасывающему и напорному трубопроводам насосной установки, то есть уравновешивается геометрической высотой водоподъема Н_г (см. рис. 21) и гидравлическими сопротивлениями во всасывающем () и напорном () трубопроводах согласно уравнению:

           (2-12)

где

Уравнение (2-12) представляет напор насосной установки, то есть такой напор, который необходим для перемещения 1 кг жидкости из приемного резервуара в напорный в момент пропуска расхода (3 через систему трубопроводов насосной установки.

Выражения и соответственно называются приведенной высотой всасывания и приведенной высотой нагнетания.

Кроме действительного полного напора насоса Н, следует различать еще напор теоретический Н_т, то есть такой напор, который мог бы быть, если бы отсутствовали гидравлические сопротивления в самом насосе. Очевидно, что протекание жидкости в изогнутых и расширяющихся каналах рабочего колеса центробежного насоса сопровождается не только потерями напора по длине, но и потерями напора на преодоление местных сопротивлений. Если бы эти потери отсутствовали, то данное колесо могло бы развить теоретический напор, больший действительного на величину этих потерь:

В таком случае отношение действительного полного напора к теоретическому будем называть гидравлическим к. п. д. гид.

                              (2 - 13)