Подача, напор, мощность, КПД.
Тема 3.3 Насосы и гидромоторы
Общие сведения. Основные параметры: подача (расход), напор, мощность, КПД.
Методика расчёта геометрической высоты всасывания центробежного насоса
ЛЕКЦИЯ 2
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РАБОТЫ НАСОСОВ
Подача, напор, мощность, КПД.
Высота всасывания.
Теоретические основы движения жидкости в центробежном насосе.
Характеристики центробежных насосов. Виды характеристик.
Подача, напор, мощность, КПД
Работа центробежного насоса характеризуется такими основными параметрами.
Подача – количество жидкости, которое подается насосом в напорный патрубок за единицу времени. Как следует из определения, расход жидкости, проходящей в трубопроводе, равен подаче нагнетателя, сообщающего этой жидкости движение. Различают понятия объемной Q и массовой подачи насоса M, которые связаны между собой таким соотношением:
(2.1)
где r- плотность жидкости при температуре перекачки.
При установившемся движении и неизменной плотности жидкости расход равен:
(2.2)
где F – поперечное сечение трубопровода, м2
υ – средняя скорость потока, м/с
Напор понятие энергетическое.Напором (Н) называется приращение удельной энергии потока среды (энергии, отнесенной к массе 1 кг) при прохождении ее через рабочие органы насоса.
Принято различать напор манометрический, который определяется по показаниям приборов у всасывающего и напорного патрубков, и напор требуемый, подсчитанный по схеме насосной установки.
Рис. 2.1. Схема насосной установки: 1 – насос; 2 – электродвигатель; 3 – задвижка; 4 – манометр; 5 – напорный трубопровод; 6 – резервуар приемник; 7 – вакуумметр; 8 – всасывающий трубопровод; 9 – резервуар отборник; 10 – приемный клапан.
Обозначим: рм – давление, показываемое манометром, Па; рв – давление, показываемое вакуумметром Па, НВ – геометрическая (геодезическая) высота всасывания, м; НГ=НГВС+НГН – полная геометрическая высота подъема жидкой среды, м; Zв – превышение вакуумметра над точкой его подключения, м; Zм – превышение манометра над точкой его подключения, м; Z – разность уравнении сечений (I-I) и (II-II), м; 
- напор жидкости на входе в насос по отношению к плоскости отсчета, проходящей через ось насоса, м; 
- напор жидкой среды на выходе из насоса по отношению к той же плоскости отсчета, м.
Тогда согласно определению напора
(2.3)
Т.к. 
а , 
Напор насоса будет равен:
(2.4)
В выражении (2.4) сумма первых двух членов представляет собой разность избыточных давлений в сечениях I-I и II –II, приведенных к оси насоса, и называется манометрическим напором.
(2.5)
Определим требуемый напор по схеме установки:
Из уравнения Бернулли для сечений 0-0 и I-I (приняв за плоскость сравнения нижний уровень)
Из уравнений Бернулли для сечений II –II и К-К (приняв за плоскость сравнения ось насоса)
Найдем значение напора, рассматривая правые части уравнений (левые рассмотрены при определении манометрического напора.)
Сумма потерь во всасывающем и нагнетательном трубопроводах 
, а 
Поэтому требуемый напор
(2.6)
Полные потери напора в трубопроводе складываются из потери напора на трение и суммы потерь на местные сопротивления:
Таким образом, в общем случае напор насоса расходуется на преодоление противодавления в напорном резервуаре, геометрическую высоту подъема жидкой среды и преодоление сопротивлений в трубопроводе.
Мощность.Под мощностью понимают энергию, сообщаемую или затрачиваемую в единицу времени. Используя такие понятия, как напор насоса можно определить полезную мощность потока жидкости, выходящей из нагнетателя. Если каждой единице веса капельной жидкости сообщается энергия Н, то при весовой подаче насоса, равной 
, жидкость выходит из насоса, обладая полезной мощностью
(2.7)
В любой насосной установке мощность в различных ее узлах не одинакова. Чаще всего приводом для нагнетателя является электродвигатель, который потребляет мощность Nэ. Эта мощность в электродвигателе преобразуется в механическую мощность, которая выходит от электродвигателя в виде мощности на валу Nв. Вполне естественно, что мощность на валу меньше, чем мощность электрическая, так как часть мощности теряется при работе электродвигателя. Потери мощности в электродвигателе учитываются КПД электродвигателя (ηэ) в виде зависимости
. (2.8)
Таким образом, нагнетателю подается мощность на валу, или как ее называют, потребляемая мощность нагнетателя.