Расчет мощности двигателя сетевого насоса. Мощность насоса двигателя


Основные принципы подбора насосов. Расчет насосов. Мощность насоса формула

20. Полезная мощность. Мощность на валу насоса. Кпд.

полезная мощность Nп-это мощность затрачиваемая на сообщение жидкости энергии. Полная мощность равна произведению удельной энергии жидкости на массовый расход

(Вт) (кг/с)

Мощность на валу насоса(Nв)-это мощность потребляемая насосом или затрачиваемая. Nв>Nп в следствии потерь энергии.

(ВТ)

(КПД) насоса=

-объемный КПД=(отношение действительной подачи к теоретической)

Объемный КПД учитывает потери производимости при утечках жидкости через зазоры и сальники насоса, а так же в следствии неодновременного открытия клапанов на всасывающей и нагнетательной (высотах)? и выделении газов при движении жидкости в области пониженного давления.

-гидравлический КПД=(отношение удельной энергии действительной к теоретической)

-механический КПД-возникает за счет механического трения в насосе.

Мощность давления:

-КПД насосной установки.

Мощность насосной установки

B-коэффициент запаса мощности, который учитывает потери энергии на преодоление инерции покоящийся жидкости. С увеличением мощности давления, коэффициент запаса мощности уменьшается.

21.Принцип работы центробежного насоса.

Устройство:

Основной рабочий орган ц-б насоса – свободно вращающееся внутри спиралевидного корпуса колесо, насаженное на вал. Между дисками колеса – лопасти, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности дисков и поверхности лопаток образуют т.н. межлопастные каналы колеса, при работе заполненные перекачиваемой жидкостью. Всасывание и нагнетание жидкости происходит равномерно и непрерывно под действием центробежной силы, возникающей при вращении колеса.

Принцип работы:

При переходе жидкости из канала рабочего колеса в корпус происходит резкое снижение скорости, в результате чего кинетическая энергия жидкости превращается в потенциальную энергию давления, которое необходимо для подачи жидкости на заданную высоту. При этом в центре колеса создается разрежение, и вследствие этого жидкость непрерывно поступает по всасывающему трубопроводу в корпус насоса, а затем в межлопастные каналы рабочего колеса. Если перед пуском ц-б насоса всасывающий трубопровод и корпус не залиты жидкостью, то возникающего разрежения будет недостаточно для подъема жидкости в насос (из-за зазоров между колесом и корпусом). Чтобы жидкость не выливалась из насоса, на всасывающем трубопроводе устанавливают обратный клапан. Для отвода жидкости в корпусе насоса есть расширяющаяся спиралевидная камера: жидкость сначала поступает в эту камеру, а затем в нагнетательный трубопровод.

22. Движение жидкости в рабочем колесе центробежного насоса. Параллелограмм скоростей. Основные уравнения центробежного насоса.

Параллелограмм скоростей – графическое изображение относительной (W) и окружной (U) скоростей.

Построив параллелограмм скоростей, находим скорость С1на входе жидкости в рабочее колесо, направленную под углом α1, и скорость С2 на выходе из колеса, направленную под углом α2. При движении жидкости внутри рабочего колеса её абсолютная скорость увеличивается от С1 до С2.

Основное уравнение ц-б насоса устанавливает зависимость между теоретическим напором Нт, создаваемым колесом, и скоростью движения жидкости в колесе. Это уравнение называется уравнением Эйлера:

Где

На практике насосы изготавливают таким образом, чтобы α1≈90о, т.е. cosα1= 0, это условие безударного входа жидкости в колесо. Основное уравнение принимает вид:

studfiles.net

Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов

Опубликовано 08.02.2018

Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов

Гидравлическая мощность насоса

PГ = ρ x g x Q x H [Вт]

ρ - плотность жидкости [кг/м3]g - ускорение свободного падения [м/сек2]Q - расход [м3/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:

PГ = (p2 - p1) x Q [Вт]

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

v2 - скорость жидкости в напорном патрубке [м/с]v1 - скорость жидкости во всасывающем патрубке [м/с]Q - расход [м3/с]g - ускорение свободного падения [м/с2]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:

ΔH = h4 - h3

Потребляемая мощность насоса

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

PП = PВ

КПД насоса

КПД насоса равен отношению гидравлической мощности к потребляемой:

ηН = PГ / PП

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

Механическая мощность на валу электродвигателя:

PВ = ηД x PЭ

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.

Регулирование скорости вращения рабочего колеса центробежного насоса

Центробежные насосы: кавитация, NPSH, высота всасывания

xn----7sbeb3bupph.xn--p1ai

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОЩНОСТИ НАСОСА — Мегаобучалка

 

Устройство и работа гидравлических машин основана на использовании принципов гидравлики. Гидравлические машины это такие, в которых основным рабочим телом является жидкость.

По своему назначению в зависимости от характера происходящих в них энергетических процессов гидравлические машины можно разделить на две большие группы: гидравлические двигатели и насосы.

Гидравлические двигатели служат для преобразования гидравлической энергии потока жидкости в механическую энергию, получаемую на валу двигателя и используемую в дальнейшем для различных целей, в основном для привода различных машин.

Насосами называются гидравлические машины для перемещения жидкостей путем повышения энергии рабочей среды. Механическая энергия, подводимая к насосам от двигателей, приводящих эти машины в действие, преобразуется в них в гидравлическую энергию жидкости.

По принципу действия различают гидравлические машины лопастного типа (центробежные насосы, турбины) и машины, действующие по принципу вытеснения жидкости твердым телом (поршневые насосы).

 

Полезная работа, потребляемая насосом в единицу времени (мощность) будет равна:

 

N= γ·Q·H л.с.

где γ – удельный вес жидкости, γ = ρ·g ;

Q – производительность насоса, т.е. расход жидкости, подаваемой насосом в трубопровод;

Н – полный (манометрический) напор.

 

Действительная мощность, потребляемая насосом и подводимая к нему от двигателя, будет больше полезной мощности ввиду неизбежных потерь энергии в насосе. В формуле для определения полезной мощности насоса Н = Ннас , тогда Nнас= , где определяется по формуле:

 

где Н-высота подъема, т.е. Н=Н2·αi. Для практических расчетов принимаем αi=1. Индекс «в» на всасывающей линии, «н» - на нагнетательной линии.

Вычислим :

Откуда:

Nнас=

 

Результаты расчетов по вариантам занести в таблицу:

 

Вариант Значение Nнас, кВт
6,628

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ряде участков гидравлической установки режим течения жидкости – турбулентный, в результате мы имеем большие потери напора. Как следствие это влечет за собой экономические затраты. Рекомендую добавить в циркуляционную жидкость небольшие количества таких веществ, как, например, высокомолекулярные полимеры (полиокс, полиакриламид – ПАА), гуаровая смола, поливиниловый спирт – ПВС. Будучи растворенными в жидкости, они обладают способностью значительно снижать гидравлические сопротивления при турбулентном режиме.

Механизм происходящих при этом явлений полностью пока не выяснен, но есть основания полагать. Что частицы этих веществ (их длинные и гибкие молекулы), внесенные в поток жидкости, тесно взаимодействуя с ее пульсирующими частицами, существенно изменят характер турбулентного течения.

Указанные изменения проявляются, прежде всего, в близкой к стенкам, ограничивающим поток, весьма малой по толщине области пограничного слоя. Здесь снижаются пристеночные поперечные пульсации скоростей и давлений, и это оказывает решающее влияние на общий уровень турбулентности и поведение потока в целом. Причем достаточно нескольких миллионных долей полимера по отношению к растворителю, чтобы достигалось значительное уменьшение гидравлического сопротивления.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Нефтегазовая гидромеханика/ Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г.Д.- Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003.-

480 с.

 

2. Техническая гидромеханика/ Емцев Б.Т. – 2-е изд., перераб. И доп.- М.: Машиностроение, 1987.-440 с.: ил.

 

3. Основы теоретической механики: Учебник. 2-е изд., перераб. и дополн. – М.: Изд-во МГУ, 2000.- 719 с.

 

4. Сопротивление материалов: Учебник для вузов/ Под общ. Ред. Акад. АН УССР Г.С. Писаренко.- 4-е изд. перераб. и доп.- Киев: Высшая школа, 1979.-696 с. 30106.2105000000.

 

5. Бурдин Г.Д., Базакуза В.А., Единицы физических величин: Справочник-Харьков: Высшая школа, 1984.

 

6. Стоцкий Л.Р. Физические величины и их единицы.-М.: Просвещение, 1984.

 

7.Теория механизмов и машин: Терминология. Буквенное обозначение величин.-М.: Наука, 1984.

 

8. Курсовое проектирование и его унификация в Московском институте нефти и газа имени И.М. Губкина.4.1. и 4.2..-М.-: МИНГ, 1987.

 

9. Методическое пособие для выполнения курсовой работы по гидравлике/Зозуля Н.Е., Альметьевск, 2001.

 

megaobuchalka.ru

Расчет мощности двигателя сетевого насоса — Студопедия.Нет

 

    Расчетная мощность двигателя определяется по формуле:

Где ρ – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3. Для воды ρ = 1000 кг/м3

   g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения

   Q– производительность насоса, м3/с

   Q = 1400

   Hс – статический напор, м

   Hc =16

   ∆Н – потеря напора в трубопроводах насосной установки, м

   ∆Н = 10%Нс

   ∆Н = 10% · 16/ 100% = 1,6 м

       

ήн – КПД насоса, принимаемый: для центробежных насосов с давлением свыше 0,4 ·105Па =0,75;

   ήп – КПД передачи, равный 0,95

   κз - коэффициент запаса,

   κз =1,1

 

2.2.2 Расчет мощности двигателя дымососа

 

    Расчетная мощность определяется по формуле:

Где  Q = 25000 м3/с – производительность дымососа

  Н = 785 – напор газа, Па

  ήд – КПД дымососа, равный 0,4 – 0,7 – для центробежных дымососов

  ήп – КПД механической передачи, равный 0,95

   κз – коэффициент запаса, равный 1,1 – 1,2 при мощности более 5 кВт

     

 

Расчет мощности двигателя вентилятора

 

Расчетная мощность двигателя вентилятора определяется аналогично мощности дымососа.

 

Где Q = 35000 м3/с – производительность вентилятора

   Н = 2000 – напор воздуха, Па

    ήв – КПД вентилятора, равный 0,4 – 0,7 – для центробежных дымососов

   ήп – КПД механической передачи, равный 0,95

   κз – коэффициент запаса, равный 1,1 – 1,2 при мощности более 5 кВт

 

 

2.3 Обоснование и выбор типов двигателей

 

    При выборе типа двигателей необходимо учитывать режим работы и характер нагрузки, а также целесообразность регулирования частоты вращения. Так как для сетевых насосов и вентиляторов регулирование производительности не требуется, то для привода этих механизмов принимаем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

    Для дымососов необходимо регулирование, поэтому для привода целесообразно принять четырехскоростные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, обеспечивающие ступенчатое регулирование частоты вращения, что вполне достаточно для дымососов.

    Двигатель выбирается по следующим условиям:

1)по номинальной мощности

Рном ≥ Ррас

2)по частоте вращения

    nном ≥ nрас

3)по исполнению

    Так как двигатели устанавливаются в помещении котельной, где возможны выбросы сажи, то целесообразно принять двигатели закрытого исполнения серии 4А со степенью защиты IР44

Таблица 2. Технические данные выбранных двигателей.

N п/п Наименование механизма Ррас кВт Тип двигателей Рн кВт nн об/мин Uн В cosφ   ήн%
1 Насос сетевой 103,7 4А280М6У3 110 980 380 0,89 92,5
2 Дымосос 9,8 4А250М12/8/6/4/У3 12 490/740/970/1470 380 0,54 77
3 Вентилятор 35 4А180М4У3 37 1470 380 0,89 90,5

 

 

2.4 Выбор пусковых и защитных аппаратов

 

    Распределительные пункты серии ПР 9000 с встроенными в них автоматическими выключателями, предназначены для распределения электрической энергии и защиты электроустановок переменного тока напряжением до 500 В при перегрузках и коротких замыканиях, а также для нечастых ( до 6 включений в час ) оперативных коммутаций электрических цепей.

    Тип распределительного пункта определяется типом и числом линейных автоматических выключателей устанавливаемых в данном распределительном пункте.

    От аппаратов управления и защиты во многом зависит сохранность и долговечность работы электроприводов, производительность работы машины, качество продукции и безопасность эксплуатации. Поэтому важно выбрать аппаратуру управления и защиты технически грамотно.

 

studopedia.net