Подача та Напір Насоса

Подача - Q [м³/годину] - об'єм води, який подається насосом за одиницю часу. Подача насоса визначається робочою точкою на його характеристиці, та крім конструктивних особливостей залежить від частоти обертання робочого колеса та гідравлічної характеристики мережі.

Оптимальна подача насоса досягається при максимальному значенні коефіцієнта корисної дії. Фактичну подачу насоса можна визначити за напірно-розхідною характеристикою, знаючи створений напір.

Напір - H [м] - різниця тисків між вхідним та вихідним патрубками насоса.

H = Hz + (Pв - Pн)/(ρg) + dh + (С²в - С²н)/(2g)

де

Hz - геометрична висота підйому, м, рівна різниці рівнів поверхні рідини в приймальному (верхньому) та подавальному (нижньому) резервуарах;
(Pв - Pн)/(ρg) - висота, м, що відповідає різниці тисків, Па в верхньому та нижньому резервуарах;
dh - сума гідравлічних втрат (на терті та в місцевих опорах) в всмоктувальному та напірному трубопроводах, м;
(С²в - С²н)/(2g) - висота, м, відповідна різниці кінетичної енергії рухомої рідини при швидкості Св м/с на виході з напірного трубопроводу в верхній резервуар і при швидкості Сн, м/c, на вході в всмоктуючий трубопровід з нижнього резервуару;
ρ - щільність рідини
g - прискорення вільного падіння, рівне 9,8 м/с²

Якщо тиск, що діє на поверхню рідини в обох резервуарах буде однаковим, наприклад, при відкритих резервуарах, і рідина в обох резервуарах знаходиться в стані спокою, тоді вираз, який визначає напір насоса можна спростити:

H = Hz + dh

З вищезазначених виразів видно, що напір насоса піднімаючого воду визначається висотою підйому та втратами напору в трубопроводах. В замкнутому циркуляційному колі, (наприклад системи опалення), напір насоса визначається сумою втрат напору на всіх елементах кола та не залежить від висоти системи та місця встановлення насоса в ній.

Напірно-розхідна характеристика — графічне відображення залежності напору насоса від його подачі в координатах Q [м³/год] / H [м]. Напірно-розхідна характеристика, є основною характеристикою, яка використовується для вибору насосів та подається в каталогах виробників у вигляді графіків.

Робоча точка насоса — точка на перетині напірно-розхідної характеристики з горизонтальною лінією, проведеною з точки на осі ординат, яка відповідає розвиваному напору. Щоб визначити фактичну подачу насоса з робочої точки, опускають перпендикуляр на ось подачі (абсцис).

Отже, подачу насоса визначає створений ним напір, який у підйомних насосах визначається висотою підйому та втратами в трубопроводах, а в циркуляційних насосах — гідравлічною характеристикою циркуляційного кола. Оскільки в циркуляційному колі зміна втрат напору пропорційна квадрату зміни витрати, гідравлічна характеристика мережі в координатах Q [м³/год] / H [м], має вигляд параболи.

Висота всмоктування — Hвс [м] — за умови забору води з нижнього резервуару, в якому на дзеркало води діє атмосферний тиск, висота всмоктування насоса відповідає різниці рівнів у метрах між віссю робочого колеса та рівнем рідини в нижньому резервуарі, з урахуванням втрат напору в трубопроводі, який з'єднує нижній резервуар і насос.

Підйом води з нижнього резервуара відбувається за рахунок різниці тисків, при цьому в робочому колесі насоса створюється розрідження, а на воду діє атмосферний тиск. Оскільки атмосферному тиску відповідає стовп води висотою в 10,3 метри, а насос не може створити в робочому колесі абсолютний вакуум - висота всмоктування насоса не може перевищувати 8 метрів.

Кавітаційний запас — NPSH [м.вод.ст] — мінімальний тиск у всмоктувальній гілці насоса, який забезпечує безкавітаційну роботу. Значення кавітаційного запасу визначається експериментальним шляхом виробниками насосів і наводиться у вигляді графіка залежно від подачі насоса.

Корисна потужність насоса — Nu [Вт] — відповідає енергії, переданій рідині за одиницю часу.

Nu = ρ · g · Q · H

Потужність на валу насоса — Nw [Вт] — механічна потужність, яка передається на вал насоса. Механічна потужність більша за корисну, на величину гідравлічних втрат і втрат на тертя у робочому колесі.

Nw = Nu / η

Коефіцієнт корисної дії насоса — η [%] — показник ефективності центробіжного насоса, що визначається як відношення корисної потужності до потужності на валу.

Номінальний діаметр — DN — числове позначення внутрішнього діаметра приєднувальних патрубків насоса, загальне для всіх трубопровідних елементів. Номінальний діаметр насоса не має розмірності, але його значення приблизно дорівнює внутрішньому діаметру приєднуваного трубопроводу.

Ряд умовних проходів DN (Ду) трубопровідних елементів регламентований ДСТУ 28338-89 «Проходи умовні (розміри номінальні)». Альтернативним позначенням номінального діаметру DN, поширеним в країнах колишнього Радянського Союзу, є умовний діаметр.

Номінальний тиск — PN [бар] — найбільший надлишковий тиск води з температурою в 20°C, за якого допускається тривала робота насоса.

Альтернативним позначенням номінального тиску, поширеним в країнах колишнього Радянського Союзу, було умовний тиск. Ряд номінальних тисків PN (Ру) трубопровідних елементів регламентований ДСТУ 26349-84 «Тиски номінальні (умовні)».