49. Мощность и кпд нагнетателей. Совместная работа насоса и сети.

Рабочие органы машины — лопасти, поршни — работают в потоке и увеличивают его энергию. Для проведения этой работы к валу насоса должна непрерывно подводиться энергия от двигателя.

Аналогично понятию удельной полезной работы в гид­ромашиностроении введены понятия полезной мощности насоса и мощности насоса.

Полезная мощность машины (насоса, вентилятора) — работа, сообщаемая машиной в секунду подаваемой среде, определяется соотношением:

. (6.3.1)

Из формулы следует из представления о работе как о произведении силы на длину пути. При этом машина совершает в секунду полезную работу, сообщаемую подаваемой среде. Делением на 1000 выражают полезную мощность в кило­ваттах.

. (6.3.2)

В системе МКГСС полезная мощность определяется формулой:

. (6.3.3)

Мощность , подводимую от двигателя на вал насоса (вентилятора), называют мощностью насоса (вентилятора).

Потери энергии, неизбежные в любом рабочем процессе, приводят к неравенству N_п<N. Процесс работы машины тем совершеннее, чем меньше N_a отличается от N.

Эффективность использования насосом энергии, к нему подводимой, оценивают КПД насоса — отношением полезной мощности к мощности насоса,

. (6.3.4)

В рабочих условиях КПД зависит от многих факторов: типа, размера и конструкции машины, рода перемещаемой среды, режима работы машины, характеристики сети, на которую машина работает.

Для оценки энергетической эффективности установки в целом, состоящей из машины и двигателя к ней, пользуются КПД установки :

(6.3.5)

где — электрическая мощность, подводимая к двигателю.

Для оценки эффективности компрессоров служат отно­сительные термодинамические КПД.

Совместная работа насоса и трубопроводной системны

Работа насоса, присоединенного к системе водопроводов, находится в зависимости от гидравлических свойств этой системы, называемой сетью. Рассмотрим условия работы машины на примере насосной установки, полагая систему устойчивой.

Первое условие связи насоса с трубопроводной системой следует из уравнения неразрывности и заключается в равенстве массовых подач, проходящих через насос и присоединенные к нему всасывающий и напорный трубопроводы:

(6.3.6)

Для несжимаемой жидкости и поэтому имеет место равенство объемных подач:

. (6.3.7)

Уравнение сохранения энергии с учетом полезной работы, передаваемой потоку насосом,

, (6.3.8)

где —потери напора в трубах

В области развитой турбулентности потери напора подчинены квадратичному закону и поэтому:

. (6.3.9)

Сумма коэффициентов, содержащихся в скобках, с учетом поправки на разницу в подачах и может быть принята постоянной и равной . Тогда

Задавая произвольные значения Q, вычисляем соответствующие значения и наносим на график ряд точек, соединяя которые плавной кривой получа­ем характеристику сети .