Рабочие параметры вакуумных насосов
Рабочие параметры
Работа любой гидромашины характеризуется ее основными рабочими параметрами. У насосов к таким параметрам относят подачу, напор (или приращение удельной энергии жидкости), частоту вращения рабочего органа (или число его ходов), потребляемую мощность, к. п. д. и подпор на входе сверх давления насыщенных паров жидкости (кавитационный запас).
Подачей называется объемное или массовое количество жидкости, перемещаемое в единицу времени. Объемная подача обозначается Q, массовая подача обозначается QM. Причем,
Удельная энергия (е). Под удельной энергией понимают отношение полной энергии, получаемой жидкостью в насосе, к ее массе. Чтобы получить выражение для удельной энергии, воспользуемся схемой, приведенной на рис. 1.1.
Полная удельная энергия, получаемая в насосе, может быть представлена выражением
где евх — полная удельная энергия перед входом в насос; еВЫх — полная удельная энергия на выходе из насоса.
Согласно уравнению Бернулли для сечения II—II, можно записать
а для выходного III—III
Тогда согласно уравнениям (1.1—1.3)
В инженерной практике, связанной с гидромашинами, широкое распространение имеет такое понятие как напор машины, обозначаемый буквой Н и измеряемый в линейных единицах. Напор можно представить как высоту, на которую способна подняться жидкость за счет полученной в насосе энергии.
Напор Н является удельной энергией, т. е. отношением полной энергии, получаемой жидкостью в насосе, к величине ее силы тяжести.
Таким образом можно записать
Принимая во внимание закон гидростатики, давление р, создаваемое насосом, определяется зависимостью
Давление р можно рассматривать также как удельную энергию, представляющую отношение полной энергии, получаемой жидкостью в насосе, к ее объему V, т. е.
Используя схему рис. 1.1, можно показать на что расходуется напор, получаемый в
насосе. Составим уравнение Бернулли для сечений I—II и III—IV. Для установившегося движения реального потока можно записать
откуда
Для сечений III—IV
Тогда
будем иметь
В каталогах насосов дается допустимая вакуумметрическая высота всасывания 7/вак- Это такая высота всасывания, при которой обеспечивается работа насоса без изменения основных технических показателей.
Мощность и к. п. д. Если через гидромашину в секунду проходит жидкость с массой Q , то весь поток получит запас энергии, равный
Величина Nn носит название полезной мощности. Мощность на валу насоса N больше полезной на величину потерь в нем.
Отношение полезной мощности к мощности на валу называется к. п. д. насоса и определяется по формуле
Тогда мощность на валу двигателя получим из выражения (1.13)
Уравнения (1.5) и (1.8) равнозначны. Формула (1.8) показывает, что напор, который должна создать гидромашина (удельная энергия, получаемая жидкостью), будет израсходован на преодоление разности давлений в резервуарах, на подъем жидкости от нижнего уровня до верхнего и на преодоление возникающих потерь в сети насосной установки.
Частота вращения (п). Под частотой вращения понимают число циклов (оборотов) в единицу времени. В качестве единицы времени в системе СИ принята секунда (с-1) (согласно стандарту СЭВ 1052-78 допускается выражать п об/с, п об/мин).
Кавитационный запас ДЛ определяется зависимостью
Принимая во внимание (1.9, 1.10), получим
У компрессорных машин рабочими параметрами являются подача, давление нагнетания или степень повышения давления, частота вращения, мощность и к. п. д. Нужно отметить, что объемную подачу в компрессорных машинах, как правило, относят к условиям на входе (условия всасывания). Более подробно рабочие параметры компрессоров будут рассмотрены в дальнейшем в соответствующих разделах.