Оборудование для быстрозамороженных продуктов. Мощность насоса формула


Пример расчета мощности двигателя центробежного водяного насоса

Пример. Необходимо рассчитать мощность двигателя для электропривода центробежного водяного (ρ = 1000 кг/м³) насоса, работающего в продолжительном режиме S1 с неизменной нагрузкой.Привод нерегулируемый, высота подачи воды H-30 м, часовая подача насоса 36 м³ или Q = 36/3600 = 0,01 м³/с.Потеря напора в магистрали составляет ΔH = 9,5 м.Требуемая частота вращения вала двигателяn2 = 950 ± 20 об/мин.КПД насоса η1 = 0,81.Сочленение вала двигателя с рабочим колесом насоса непосредственное (η2 = 1).Условия эксплуатации: климат умеренный, категория размещения 3.Питающая сеть — трехфазный переменный ток частотой 50 Гц, напряжением 380 В.Исполнение двигателя по способу монтажа: положение горизонтальное, крепление фланцевое со стороны выступающего конца вала.Требуется выбрать двигатель.

Решение.

1. Запишем формулу для определения расчетной мощности привода центробежного насоса:P_p={9,81*10^{-3}*{rho}*Q*(H+{Delta}H)}/{{eta}_1*{eta}_2},гдеρ — плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;Q — подача (производительность) насоса, м³/с;Hc — суммарный напор жидкости, т.е. наибольшая высота, на которую может подняться жидкость над точкой выхода из насоса, м;ΔH — потеря напора в магистрали, зависящая от сечения труб, их качества, протяженности, кривизны, м;η1 — КПД насоса;η2 — КПД механической передачи вращательного движения от двигателя на механизм.

ТогдаP_p={9,81*10^{-3}*1000*0,01*(30+9,5)}/{0,81*1}=4,78 кВт.

2. По каталогу на асинхронные двигатели (определение термина «асинхронный двигатель») серии АИР (основное исполнение) выбираем двигатель АИР132S6 номинальной мощностью Pном = 5,5 кВт; sном = 4,0; ηном = 85 %; cos{varphi} = 0,8; λм = 2,2; λп = 2,0; λi = 7; исполнение по способу защиты IP54, исполнение по способу монтажа IМ3001 (электродвигатель без лап с фланцем доступным с обратной стороны с любым пространственным расположением 1 выходного конца вала).

Определяем скольжение двигателя при фактической (расчетной) нагрузке Рp = 4,78 кВт:s_p={s_{HOM}}*{{P_p}/{P_{HOM}}}=0,04*{{4,78}/{5,5}}=0,035.

Тогда, частота вращения двигателя при расчетной нагрузке:n_p=n_{HOM}*{(1-s_p)}=1000*(1-0,035)=965 об/мин.

Это соответствует заданному диапазону частоты вращения насоса:n_2=930-970 об/мин.

Расчет мощности двигателя насоса также рассмотрен здесь.

electrichelp.ru

Понятие о мощности насоса и насосной установки, к.п.д. насоса

Ранее указывалось, что напор, развиваемый насосом, численно равен мощности, переданной в насосе 1 кг прошедшей через него жидкости. За 1 сек через насос проходит Q м3, или кг жидкости ( - объемный вес жидкости), поэтому полезная мощность насоса будет равна:

Для выражения мощности в киловаттах в формулу вводится переводной коэффициент 102 (так как 1 кВт = 102 кгм/сек):

          (2 - 14)

Если бы насос подавал теоретический расход Qт с теоретическим напором Нт, то теоретическая мощность насоса была бы записана так:

              (2-15)

Потребляемая насосом мощность N (мощность на валу насоса) больше полезной мощности Nпол  на величину всех потерь мощности в насосе. Эти потери оцениваются полным к. п. д. насоса h, который равен отношению полезной мощности насоса к потребляемой:

                                    (2 - 16)

Отсюда потребляемая насосом мощность будет равна:

                                  (2 - 17)

У современных крупных насосов полный к. п. д. достигает 0,9, у малых же он значительно меньше - не превышает 0,6.

Сопоставляя потребляемую насосом мощность N и его теоретическую мощность NТ, можно заметить, что последняя представляет собой мощность, переданную насосом жидкости после преодоления механических сопротивлений в нем (трение в подшипниках, сальниках и пр.). В таком случае отношение теоретической мощности NТ к затраченной, то есть мощности на валу насоса N, будет определять механический к. п. д. насоса:

                       (2 - 18)

Заменяя в уравнении (2-18) величины NТ и N их значениями из выражений (2-15) и (2-17) и учитывая уравнения (2-6) и (2-13), будем иметь:

Отсюда

                             (2 - 19)

Полученное выражение, наглядно представляющее взаимосвязь между общим к. п. д. насоса и его частными значениями, зависящими от состояния отдельных конструктивных элементов насоса, имеет большое практическое значение в эксплуатационной практике.

Двигатель обычно соединяется с насосом при помощи специальных муфт, имеющих к. п. д., равный единице. В таком случае величина потребляемой насосом мощности, по выражению (2-17), или, как говорят, мощность на валу насоса (N), и будет равна используемой мощности двигателя. Однако, учитывая возможные перегрузки, необходимо иметь некоторый запас в мощности двигателя, поэтому его мощность следует подсчитывать по формуле:

                               (2 - 20)

где k = 1,08-1,5 - коэффициент запаса, принимаемый по справочным данным (для двигателей мощностью более 100 кВт принимают k = 1,08-1,1; с уменьшением мощности k увеличивается).

Все другие передачи крутящего момента (ременные, зубчатые и пр.) имеют к. п. д., меньший единицы; поэто­му в таких случаях определение мощности двигателя следует производить по формуле:

                                 (2 - 21)

где: hпер - коэффициент полезного действия передачи.Мощность двигателя насосной установки, определенную по уравнениям (2-20) или (2-21), часто называют установленной мощностью насосного агрегата.

Нужно иметь в виду, что каждый двигатель сам потребляет энергию извне (например, электродвигатель) и имеет собственный к. п. д.; поэтому мощность, потребляемая самим двигателем (мощность на его клеммах), будет записываться так:

                                 (2 - 22)

Указанная величина и будет представлять мощность, потребляемую насосной установкой.

Для учета израсходованной электроэнергии на насосных станциях применяются электрические счетчики, устанавливаемые на щитах управления в стороне от двигателей. Поэтому их показания включают не только мощность, фактически потребленную двигателем по уравнению (2-22), но и мощность, потерянную в проводке между двигателем и прибором. Эта учитываемая на щите мощность определяется выражением:

                                   (2 - 23)

где hпр - к. п. д. электропроводки между двигателем и прибором.

hydrotechnics.ru

Производительность насоса - Fluidbusiness

Производительность (Q) обычно выражается в кубических метрах в час (м3/час). Так как жидкости абсолютно несжимаемы, существует прямая зависимость между производительностью, или расходом, размером трубы и скоростью жидкости. Это отношение имеет вид: Где    ID – внутренний диаметр трубопровода, дюйм V  -  скорость жидкости, м/сек Q  -  производительность, (м3/час)

Рис. 1. Высота всасывания - показаны геометрические напоры в насосной системе, где насос находится выше резервуара всасывания (статический напор)

Мощность и КПДРабота, выполняемая  насосом, является функцией общего напора и веса жидкости,  перекачиваемой за заданный период  времени. Как правило, в формулах используются параметр производительности насоса (м3/час) и плотность жидкости вместо веса.

Мощность, потребляемая насосом (bhp) - это действительная мощность на валу насоса сообщаемая ему электродвигателем. Мощность на выходе насоса  или гидравлическая (whp) -  мощность, сообщаемая насосом жидкой среде. Эти два определения выражены следующими формулами.

Мощность на входе насоса (потребляемая мощность) больше  мощности на выходе насоса или гидравлической мощности за счет механических и гидравлических потерь, возникающих в насосе.Поэтому эффективность насоса (КПД) определяется как отношение этих двух значений.

Быстроходность и тип насосаБыстроходность  - это  расчетный коэффициент, применяемый для классификации рабочих колес насоса по их типу и размерам. Он определяется как частота вращения геометрически подобного рабочего колеса, подающего 0,075 м3/с жидкости при напоре 1 м. (В американских единицах измерения 1 галлон в минуту при 1 футе напора)

Однако, это определение используется только при инженерном проектировании, и быстроходность  должна пониматься как коэффициент  для расчета определенных характеристик насоса. Для определения коэффициента быстроходности, используется следующая формула:Где    N – Скорость насоса ( в оборотах в минуту)Q – Производительность (м3/мин) в точке максимального КПД.H – Напор в точке максимального КПД.

Быстроходность определяет геометрию или  класс рабочего колеса, как показано на рис.3Форма колеса и быстроходностьРис. 3 Форма колеса и быстроходность

По мере возрастания быстроходности соотношение между наружным диаметром рабочего колеса D2 и входным диаметром D1 сокращается. Это соотношение равно 1.0 для рабочего колеса осевого потока.

Рабочие колеса с радиальными лопатками (низким Ns) создают напор за счет центробежной силы.

Насосы с более высоким Ns создают напор частично с помощью той же центробежной силы, а частично с помощью осевых сил. Чем выше коэффициент быстроходности, тем большая доля осевых сил в создании напора. Насосы осевого потока или пропеллерные с коэффициентом быстроходности 10.000 (в американских единицах) и выше создают напор исключительно за счет осевых сил.

Колеса радиального потока обычно применяются, когда необходим высокий напор и малая производительность, тогда как  колеса  осевого  потока  применяются для работ по перекачиванию больших объемов жидкости при низких напорах.

Кавитационный запас (NPSH), давление на входе и кавитацияГидравлический Институт определяет параметр NPSH, как разницу абсолютного напора жидкости на входе в рабочее колесо и давления насыщенных паров. Другими словами, это превышение внутренней энергии жидкости на входе в рабочее колесо на ее давлением насыщенных паров. Данное соотношение позволяет определить, закипит ли жидкость в насосе в точке минимального давления.

Давление, которое жидкость оказывает на окружающие ее поверхности, зависит от температуры. Это давление называется давлением насыщенных паров, и оно является уникальной характеристикой любой жидкости, которая возрастает с увеличением температуры. Когда давление насыщенного пара жидкости достигает давления окружающей среды, жидкость начинает испаряться или кипеть. Температура, при которой происходит это испарение, будет понижаться по мере того, как понижается давление окружающей среды.

При испарении жидкость значительно увеличивается в объеме. Один кубический метр воды при комнатной температуре превращается в 1700 кубических метра пара (испарений) при той же самой температуре.

Из вышеизложенного видно, что если мы хотим эффективно перекачивать жидкость, нужно сохранять ее в жидком состоянии. Таким образом, NPSH определяется как величина действительной высоты всасывания насоса, при которой не возникнет испарения перекачиваемой жидкости в точке минимально возможного давления жидкости в насосе.

Требуемое значение NPSH (NPSHR) - Зависит от конструкции насоса. Когда жидкость проходит через всасывающий патрубок насоса и попадает на направляющий аппарат рабочего колеса, скорость жидкости увеличивается, а давление падает. Также возникают потери давления из-за турбулентности и неровности потока жидкости, т.к. жидкость бьет по колесу.

Центробежная сила лопаток рабочего колеса также увеличивает скорость и уменьшает давление жидкости. NPSHR - необходимый подпор на всасывающем патрубке насоса, чтобы компенсировать все потери давления в насосе и удержать жидкость выше уровня давления насыщенных паров, и ограничить потери напора, возникающие в результате кавитации на уровне 3%. Трехпроцентный запас на падение напора – общепринятый критерий NPSHR , принятый для облегчения расчета. Большинство насосов с низкой всасывающей способностью могут работать с низким или минимальным запасом по NPSHR, что серьезно не сказывается на сроке их эксплуатации. NPSHR зависит от скорости и производительности насосов. Обычно производители насосов предоставляют информацию о характеристике NPSHR.

Допустимый NPSH (NPSHA) - является характеристикой системы, в которой работает насос. Это разница между атмосферным давлением, высоты всасывания насоса и давления насыщенных паров. На рисунке изображены 4 типа систем, для каждой приведены формулы расчета NPSHA системы. Очень важно также учесть плотность жидкости и привести все величины к одной единице измерения.

Вычисление высоты столба жидкости над всасывающим патрубком насоса для типичных условий всасывания

Рис. 4 Вычисление столба жидкости над всасывающим патрубком насоса для типичных условий всасывания

Pв  -  атмосферное давление, в метрах;Vр  -  Давление насыщенных паров жидкости при максимальной рабочей температуре жидкости;P - Давление на поверхности жидкости в закрытой емкости, в метрах;Ls  - Максимальная высота всасывания, в метрах;Lн  - Максимальная высота подпора, в метрах;Hf -  Потери на трение во всасывающем трубопроводе при требуемой производительности насоса, в метрах. В реальной системе NPSHA определяется с помощью показаний манометра, установленного на стороне всасывания насоса. Применяется следующая формула:

Где Gr -  Показания манометра на всасывании насоса, выраженные в метрах, взятые с плюсом (+) , если давление выше атмосферного и с минусом (-), если ниже, с поправкой на осевую линию насоса;hv = Динамический напор во всасывающем трубопроводе, выраженный в метрах.

Кавитация – это термин, применяющийся для описания явления, возникающего в насосе при недостаточном NPSHA. Давление жидкости при этом ниже значения давления насыщенных паров, и мельчайшие пузырьки пара жидкости, двигаются вдоль лопаток рабочего колеса, в области высокого давления пузырьки быстро разрушаются.

Разрушение или «взрыв» настолько быстрое, что на слух это может казаться рокотом, как будто в насос насыпали гравий. В насосах с высокой всасывающей способностью взрывы пузырьков настолько сильные, что лопатки рабочего колеса разрушаются всего в течение нескольких минут. Это воздействие может увеличиваться и при некоторых условиях (очень высокая всасывающая способность) может привести к серьезной эрозии рабочего колеса.

Возникшую в насосе кавитацию очень легко распознать по характерному шуму. Кроме повреждений рабочего колеса кавитация может привести к снижению производительности насоса из-за происходящего в насосе испарения жидкости. При кавитации может снизиться напор насоса и /или стать неустойчивым, также непостоянным может стать и энергопотребление насоса. Вибрации и механические повреждения такие как, например, повреждение подшипников, также могут стать результатом работы насоса с высокой или очень высокой всасывающей способностью при кавитации.

Чтобы предотвратить нежелательный эффект кавитации для стандартных насосов с низкой всасывающей способностью, необходимо обеспечить, чтобы NPSHA системы был выше, чем NPSHR насоса. Насосы с высокой всасывающей способностью требуют запаса для NPSHR. Стандарт Гидравлического Института (ANSI/HI 9.6.1) предлагает увеличивать NPSHR в 1,2 - 2,5 раза для насосов с высокой и очень высокой всасывающей способностью, при работе в допустимом диапазоне рабочих характеристик. идет загрузка изображения

www.fluidbusiness.ru

Полезная мощность насоса - Справочник химика 21

    Полезная мощность насоса = Е Н) вычисляется по подаче и единичной полезной работе с помощью любой из трех формул  [c.9]

    Полезную мощность насоса определим по формуле (1.32)  [c.16]

    Полезная мощность насоса определяется по формуле (3.11)  [c.45]

    Полезная мощность насоса рассчитывается по формуле (7-5) 46.5-1100-9,81-35,3 [c.197]

    Полезная мощность насоса Мп равна энергии, которая сообщается жидкости в единицу времени. Потребляемая мощность больше полезной мощности иа величину потерь. [c.100]

    Полезная мощность насоса сообщенная жидкости, поданной потребителю, [c.261]

    Мощность, потребляемая насосом, больше полезной мощности на величину потерь. ОтноЩение полезной мощности насоса к потребляемой называется полным коэффициентом полезного действия (к. п. д.) насоса  [c.189]

    Гидравлические потери. Третьим видом потерь энергии в насосе являются потери на преодоление гидравлического сопротивления подвода, рабочего колеса и отвода, или гидравлические потери. Эти потери оцениваются гидравлическим к. п. д., который равен отношению полезной мощности насоса к мощности N (см. рис. 3-26). Согласно уравнениям (3-2), (3-29) и (3-25) [c.230]

    Полезная мощность насоса [c.180]

    Мощность. Коэффициенты полезного действия. Полезная мощность насоса — мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкой среде  [c.55]

    Полезная мощность насоса представляет собой мощность, сообщаемую насосом подаваемой жидкой среде и определяемую зависимостью [c.671]

    Полезная мощность насоса N [кВт] - это мощность, сообщаемая насосом потоку жидкости. Полезная мощность насоса определяется по формуле  [c.39]

    Потребляемой мощностью насоса называется энергия, подводимая к насосу от двигателя за единицу времени. Потребляемую мощность можно определить так. Каждая единица веса жидкости, прошедшая через насос, приобретает энергию в количестве Н м за единицу времени через насос проходит жидкость весом Qpg. Следовательно, энергия, приобретенная за единицу времени жидкостью, прошедшей через насос, или полезная мощность насоса [c.183]

    Для оценки насосного агрегата в целом служит к. п. д. агрегата (насосной установки) г)а, вычисляемый как отношение полезной мощности насоса к мощности агрегата (в случае электрического привода насоса мощность агрегата —электрическая мощность на клеммах двигателя). [c.56]

    Полная полезная мощность насоса [c.96]

    Эффективность исполь ювания энергии насосом оценивают к. п. д. насоса ц, представляющим собой отношение полезной мощности насоса к мощности насоса (подводимой на вал) [c.24]

    Мощность насоса можно определить из следующих соображений каждой единице веса жидкости насос передает энергию в количестве Н м, за единицу времени через насос протекает жидкость весом Qy. Следовательно, энергия, передаваемая насосом жидкости за единицу времени, или полезная мощность насоса [c.177]

    Мощность и к. п. д. насоса.Полезная мощность насоса определяется по формуле (256). Индикаторная мощность насоса N1 квт) [c.345]

    Полезная мощность насоса тратится на перемещение масла из резервуара к местам потребления и складывается из работы, затрачиваемой на всасывание и нагнетание. При всасывании насос, расположенный выше зеркала масла в резервуаре, производит работу, равную подъему расхода на высоту, [c.95]

    В том случае, когда насос располагается ниже зеркала масла в резервуаре, а напором, потерянным во всасывающей трубе, можно пренебречь, полная полезная мощность насоса определяется по формуле [c.96]

    Полезная мощность насоса Мп кВт [c.665]

    Объемный КПД насоса представляет собой отношение полезной мощности насоса к сумме полезной мощности и мощности, потерянной с утечками, и определяется по формуле  [c.672]

    Полезная мощность насоса затрачиваемая им на сообщение жидкости энергии, равна произведению удельной энергии на массовый расход pgQ жидкости  [c.165]

    Классификация насосов по основным параметрам включает в себя такие показатели, как номинальная полезная мощность насоса, номинальная подача и напор. Таким образом, насосы классифицируются по крупности. Условное деление насосов по крупности приведено в табл. 1. [c.9]

    Насос можно рассматривать как машину, поднимающую V м /с жидкости плотностью р кг/м с глубины кгв м на высоту hr м. Сумма Яг = Лгв + hm носит название полной геометрической высоты подачи. Подъем жидкости на высоту Яр сопряжен, как известно, с гидравлическими потерями во всасывающем (Лпв) и нагнетательном (Нш,) трубопроводах. Сумма Н, + + /inn + /inn = м. носящая название манометрической высоты подачи, может быть найдена суммированием показаний вакуумметра и манометра, включенных непосредственно перед входом жидкости в цилиндр насоса и на выходе из него. Таким образом, полезная мощность насоса составляет (в кВт)  [c.114]

    Объемный КПД насоса равен отношению полезной мощности насоса к сумме полезной мощности и мощности, потерянной с утечками  [c.62]

    Из анализа баланса мощностей на насосе (рис. 5.21,д) следует, что потребляемая мощность подводится к валу насоса, а затем преобразуется в индикаторную мощность Л ,- в рабочей камере. При этом преобразовании часть мощности теряется на механические потери Л , равные сумме потерь на жидкостное Л/ и сухое трение Индикаторная мощность Л/ при вытеснении жидкости в трубопровод преобразуется в полезную мощность насоса Л пш.- При этом преобразовании часть мощности теряется с объемными потерями Ыу (утечки жидкости через зазоры), а часть Nr тра- [c.139]

    Полезная мощность насоса равна произведению удельной энергии — напора на весовое количество жидкости, подаваемое в единицу времени, т. е. [c.8]

    Оц — полный расход насыщенного пара уд. —удельный расход насыщенного пара — полный расход перегретого пара уд удельный расход перегретого пара // —полезная мощность насоса [c.126]

    Зная и Я, можно определить полезную мощность насоса, испытуемого на воде, по формуле [c.174]

    С увеличением длины проточной части лабиринтных насосов их к. п. д. т) / несколько возрастает, так как при этом повышается полезная мощность насоса, а потери дискового трения остаются примерно постоянными. [c.31]

    Коэффициентом полезного действия насоса 1Г]н называется отношение полезной мощности насоса к мощности насоса  [c.141]

    Далее вычисляют для каждого из значений Q я Н полезную мощность насоса по уравнению [c.61]

    Потребляемая насосом-мощноств. N (мощность на налу насоса) больше поле шой мощности V,, на величину потерь в насосе. Эти потери мощности оцениваются к. п. д. г насоса, который равен отношению полезной мощности насоса к потребляемой им мощности двигателя  [c.177]

    Здесь т)н = т)гТ1оТ1 — полный коэффициент полезного действия насоса, выражающий отношение полезной мощности насоса к мощности на его валу. [c.114]

chem21.info

Расчет производительности насосов

Производительность центробежных насосов зависит от размеров рабочего колеса, скорости его вращения и напора жидкости. С увеличением напора жидкости производительность насоса уменьшается. При свободном выходе жидкости из нагнетательного патрубка насос работает с максимальной производительностью.

Рабочая характеристика насоса (рис. 24), получаемая практическим путем, позволяет определять его производительность при заданном напоре.

Режим работы насоса при оптимальном к.п.д. обычно указывается в паспортной характеристике насоса заводом-изготовителем.

Полный напор жидкости, создаваемый центробежным насосом, можно ориентировочно определить по формуле

где v - окружная скорость рабочего колеса, м/сек;

g - ускорение силы тяжести, м/сек2;

n - число оборотов рабочего колеса в секунду;

R - радиус рабочего колеса, м.

Потребную мощность для работы центробежного насоса можно определить по формуле

где Q - производительность (подача) насоса, м3/ч;

Н - напор жидкости, м жидк. ст.;

р - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;

n - механический к.п.д. насоса. Для лопастных насосов n=0,10÷0,15, для дисковых n=0,25÷0,30.

Расчетное значение N увеличивают для запаса мощности на 10-15%.

Рис. 24. Рабочая характеристика центробежного насоса

Рис. 24. Рабочая характеристика центробежного насоса.

Производительность поршневых насосов вычисляют по формуле

где F - площадь сечения цилиндра, м2;

S - ход плунжера, м;

n - число оборотов кривошипа в минуту;

m - число цилиндров;

nоб - объемный к.п.д. (nоб=0,7÷0,75).

Мощность, потребляемую плунжерным насосом, можно определить по формуле

где V - объемная производительность насоса, м3/ч;

р - плотность жидкости, кг/м3;

Н - высота подачи от уровня всасываемой жидкости до максимальной высоты нагнетательного трубопровода, м;

h - напор, необходимый для преодоления гидравлических сопротивлений в трубопроводе, м вод. ст.;

nМ, - механический к.п.д. насоса.

Объемную производительность роторных насосов с внешним зацеплением определяют по формуле

где q - объем между двумя смежными зубьями шестерен, м 3;

z - число зубьев шестерен;

n - число оборотов шестерни в минуту;

nоб - объемный к.п.д. (nоб=0,7÷0,8).

www.comodity.ru

Мощность насоса - Общая информация - Насосы - Каталог статей

Напор, развиваемый насосом, численно равен мощности, переданной в насосе 1 кг прошедшей через него жидкости. За 1 сек через насос проходит Q м3, или   кг жидкости ( - объемный вес жидкости), поэтому полезная мощность насоса будет равна:

 

Для выражения мощности в киловаттах в формулу вводится переводной коэффициент 102 (так как 1 кВт = 102 кгм/сек):

          (2 - 14)

Если бы насос подавал теоретический расход Qт с теоретическим напором Нт, то теоретическая мощность насоса была бы записана так:

              (2-15)

Потребляемая насосом мощность N (мощность на валу насоса) больше полезной мощности Nпол  на величину всех потерь мощности в насосе. Эти потери оцениваются полным к. п. д. насоса h, который равен отношению полезной мощности насоса к потребляемой:

              (2 - 16)

Отсюда потребляемая насосом мощность будет равна:

              (2 - 17)

У современных крупных насосов полный к. п. д. достигает 0,9, у малых же он значительно меньше - не превышает 0,6.

Сопоставляя потребляемую насосом мощность N и его теоретическую мощность NТ, можно заметить, что последняя представляет собой мощность, переданную насосом жидкости после преодоления механических сопротивлений в нем (трение в подшипниках, сальниках и пр.). В таком случае отношение теоретической мощности NТ к затраченной, то есть мощности на валу насоса N, будет определять механический к. п. д. насоса:

            (2 - 18)

Заменяя в уравнении (2-18) величины NТ и N их значениями из выражений (2-15) и (2-17) и учитывая уравнения (2-6) и (2-13), будем иметь:

 

Отсюда

                             (2 - 19)

Полученное выражение, наглядно представляющее взаимосвязь между общим к. п. д. насоса и его частными значениями, зависящими от состояния отдельных конструктивных элементов насоса, имеет большое практическое значение в эксплуатационной практике.

Двигатель обычно соединяется с насосом при помощи специальных муфт, имеющих к. п. д., равный единице. В таком случае величина потребляемой насосом мощности, по выражению (2-17), или, как говорят, мощность на валу насоса (N), и будет равна используемой мощности двигателя. Однако, учитывая возможные перегрузки, необходимо иметь некоторый запас в мощности двигателя, поэтому его мощность следует подсчитывать по формуле:

                               (2 - 20)

где k = 1,08-1,5 - коэффициент запаса, принимаемый по справочным данным (для двигателей мощностью более 100 кВт принимают k = 1,08-1,1; с уменьшением мощности k увеличивается).

Все другие передачи крутящего момента (ременные, зубчатые и пр.) имеют к. п. д., меньший единицы; поэто­му в таких случаях определение мощности двигателя следует производить по формуле:

                                 (2 - 21)

где: hпер - коэффициент полезного действия передачи.

Мощность двигателя насосной установки, определенную по уравнениям (2-20) или (2-21), часто называют установленной мощностью насосного агрегата.                                                         

Нужно иметь в виду, что каждый двигатель сам потребляет энергию извне (например, электродвигатель) и имеет собственный к. п. д.; поэтому мощность, потребляемая самим двигателем (мощность на его клеммах), будет записываться так:

                                 (2 - 22)

Указанная величина и будет представлять мощность, потребляемую насосной установкой.

Для учета израсходованной электроэнергии на насосных станциях применяются электрические счетчики, устанавливаемые на щитах управления в стороне от двигателей. Поэтому их показания включают не только мощность, фактически потребленную двигателем по уравнению (2-22), но и мощность, потерянную в проводке между двигателем и прибором. Эта учитываемая на щите мощность определяется выражением:

                                  (2 - 23)

где hпр - к. п. д. электропроводки между двигателем и прибором.

aquatika.ucoz.com

Как рассчитать мощность и напор циркуляционного насоса

Необходимость в применении циркуляционного насоса возникает в случае, когда естественное перемещение теплоносителя в системе отопления не способно обеспечить равномерный нагрев всех радиаторов. Без данного оборудования невозможно обойтись в домах, площадь которых превышает 100м2, где отмечается высокое гидравлическое сопротивление системы. Решив использовать циркуляционное насосное оборудование, вы получаете массу преимуществ, среди которых:

    - возможность использовать трубы меньшего диаметра,    - быстрый нагрев помещений,    - возможность размещения нагревательного котла в любом месте коттеджа.

Однако, прежде чем установить данный агрегат, следует провести тщательный расчет мощности циркуляционного оборудования, которое будет использоваться в системе отопления.

Подача (производительность) насосного оборудования

Это один из главных факторов, которые следует учитывать при выборе устройства. Подача – количество теплоносителя перекачиваемого в единицу времени (м3/час). Чем выше подача, тем значительней будет объем жидкости, который сможет перекачать насос. Данный показатель отражает величину объема теплоносителя, переносящего тепло от котла к радиаторам. Если подача низкая, радиаторы будут обогреваться плохо. Если производительность избыточная, расходы на отопление дома существенно вырастут.

Расчет мощности циркуляционного насосного оборудования для системы отопления можно произвести по следующей формуле:Qpu=Qn/1.163xDt  [м3/ч]

При  этом Qpu – это подача агрегата в расчетной точке (измеряется в м3/час), Qn - количество потребляемого тепла на площади, которая отапливается (кВт), Dt – разница температур, зафиксированная на прямом и обратном трубопроводе (для стандартных систем это 10-20°С), 1,163 – показатель удельной теплоемкости воды (если будет использоваться другой теплоноситель, формула должна быть откорректирована).

Напор насосного оборудования циркуляционного типа

Напор создается од действием насосного устройства для того чтобы противостоять гидродинамическим потерям, возникающим в трубах, радиаторах, вентилях, соединениях. Другими словами, напор – величина гидравлического сопротивления, которое агрегат должен преодолеть. Для обеспечения оптимальных условий для перекачки теплоносителя по системе показатель гидравлического сопротивления должен быть меньше показателя напора. Слабый водяной столб не сможет справиться с поставленной задачей, а слишком сильный - может стать причиной возникновения шума в системе.

Расчет показателя напора циркуляционного насоса требует предварительного определения гидравлического сопротивления. Последнее зависит от диаметра трубопровода, а также скорости перемещения по нему теплоносителя. Чтобы рассчитать гидравлические потери, нужно знать скорость движения теплоносителя: для полимерных трубопроводов – 0,5-0,7м/с, для труб, выполненных из металла, – 0,3-0,5м/м. На прямых участках трубопровода показатель гидравлического сопротивления будет находиться в пределах 100-150Па/м. Чем больше диаметр труб, тем меньше потери.

Для расчета потерь давления при сопротивлении местном применяют формулу: Z = ∑ζ x V2 x ρ/2

При этом ζ обозначает коэффициент местных потерь, ρ – показатель плотности теплоносителя, V – скорость перемещения теплоносителя (м/с).Далее необходимо суммировать показатели местных сопротивлений и величины сопротивлений, которые были рассчитаны для прямолинейных участков. Полученное значение будет отвечать минимально допустимому напору насоса. Если в доме сильноразветвленная система отопления, расчет напора следует произвести по каждой ветки отдельно.

При этом следует учитывать следующие величины потерь для элементов системы:

    - котел – 0,1-0,2;    - теплорегулятор – 0,5-1;    - смеситель – 0,2-0,4.

 

Как вариант можно рассчитать напор циркуляционного насоса для отопления по следующей формуле:Hpu =RxLxZF/10000 [м]

При этом Hpu – напор насоса, R – потери, которые были вызваны трением в трубах (измеряется Па/м, за основу можно принять значение 100-150 Па/м), L – протяженность обратного и прямого трубопроводов самой длинной ветки или сумма ширины, длины и высоты дома умножена на 2 (измеряется в метрах), ZF – коэффициент для термостатического вентиля (1,7), арматуры/фасонных деталей( 1,3), 10000 - коэффициент пересчета единиц (м и Па).

hoznasos.ru