ХАРАКТЕРИСТИКА НАСОСНОЙ СИСТЕМЫ
Основные темы:
-
Определение «Насосная система».
-
Характеристики насосной системы.
-
Статический напор насосной системы.
-
Динамические потери в насосной системе.
4.1. Потери на трение в трубопроводах. Скорость жидкости. Уравнение Бернулли.
4.2. Местные потери потери.
5. Насосная система с преимущественно статическим напором.
6. Насосная система с преимущественно динамической составляющей.
7. Ссылка на видео "Характеристики насосной системы"
Насос выполняет следующую работу:
1. Поднимает жидкость на высоту Hg
2. Преодолевает разницу давлений в резервуарах 1 и 2 . Если резервуары открыты в атмосферу разница давлений не учитывается.
3. "Проталкивает" жидкость через трубопроводы, трубные колена, арматуру фильтры теплообменнники.
Что необходимо знать о характеристиках насосной системы трубопроводов для правильного выбора насоса?
Четкое понимание характеристик систем - это необходимо условие для правильного выбора насоса и последующей эффективной и надежной работы насоса.
Характеристика системы включает в себя две составляющие - статическую и динамическую.
Гидравлическая система оказывает сопротивление движению потоку двумя принципиально разными способами. Работа по подъему чего-либо - mgh где m - поднятая масса, g - гравитационная постоянная, а h - высота подъема массы.
В общем случае Насос должен поднять жидкость на определенную высоту и "протолкнуть" жидкость через трубопровод арматуру фильтры и т.п. Потоку жидкости всегда приходится преодолевать силы трения.
Эти два типа работы принципиально разные, и к ним нужно подходить по-разному.
Статическая составляющая характеристики системы
Требуется энергия, чтобы поднять жидкость с одного уровня на другой.
-
Давление, необходимое для подъема жидкости, называется статическим напором.
-
Энергия, необходимая для подъема жидкости, не зависит от скорости
Динамическая составляющая характеристики системы
-
Для перемещения жидкости через систему труб и другое оборудование требуется энергия.
-
Давление, используемое для преодоления трения, называется динамическим напором или потерями на трение.
-
Требуемое давление пропорционально квадрату скорости жидкости.
-
Мощность пропорциональна кубу скорости
Статический напор Hstat включает в себя геометрическую высоту, равную разнице уровней в приемном и напорном резервуарах. Если резервуары закрытые и давления, действующие на свободную поверхность жидкости в резервуарах отличаются и не равны атмосферному, то в этом случае необходимо учитывать эту разницу давлений.
Динамические потери или потери на трение делятся на два вида
- Потери на трение в трубах.
- Потери на местных гидравлических сопротивлениях. К местным потерям относятся - клапаны , изгибы трубопроводов, внезапные сужения расширения, диффузорах и т. Д. иначе говоря все места, где поток жидкости меняет свою форму.
Потери на трение описываются формулой Дарси-Вейсбаха
Расчет потерь на трение в трубе: уравнение Дарси-Вайсбаха
Это уравнение очень полезно для понимания какие факторы и в какой степени оказывают влияние на на потери на трение по длине трубопровода:
Hf - потери напора на трение трения (м)
f - Коэффициент трения Дарси
L - длина трубы (м)
d - диаметр трубы ( м)
V - скорость жидкости в трубе ( м)
где
k - коэффициент который зависит от характеристики элемента системы.
Q - расход жидкости, который проходит через элемент.
В системе координат Q-H 'эта характеристика представляет из себя параболу выходящую из нуля.
Что необходимо помнить о Потерях напора на трение:
- Функция скорости жидкости.
- Потери напора на трение пропорциональны квадрату скорости.
- Чем меньше расход тем меньше скорость тем меньше потери напора.
- Увеличиваются в 4 раза при увеличении скорости в 2 раза.
В зависимости от соотношения статический напора и потерь на трение в в характеристике системы, системы можно разделить на системы с преимущественно статическим напором и системы с преимущественными потерями на трение.
Характеристика насосной системы
Характеристика системы с преимущественно статической составляющей.
Система без статического напора.
Характеристика системы включает только потери на трение.
Как построить характерситику насосной системы?
Графическое представление характеристик - это наиболее наглядный способ понять характеристики системы трубопроводов и влияние каждого элемента на общую характеристику.
Последовательные гидравлические сопротивления.
Для расчета общих потерь в трубопроводе с последовательными сопротивлениями необходимо: суммировать сопротивление каждого элемента.
Это шаги
Шаг 1.
Нарисуйте кривые каждого элемента системы трубопроводов, клапанов, соединений труб, изгибов труб и т. Д.
Шаг 2.
Если элементы соединены последовательно, через каждый элемент проходит один и тот же поток. Это означает, что для построения системной кривой необходимо добавить заголовок каждого элемента в тех же потоках.
Шаг 3.
Если система трубопроводов имеет параллельные ответвления, поток равен разделенный но значения давления в общих точках будут такими же.
В этом случае, Обобщенная характеристика системы будет получена путем суммитрования величин подач для характерситик разных участков при одном и том же напоре.
Шаг 4.
Нарисуйте общую характеристику насосной системы.
Рабочая точка насоса - это пересечение характеристика насоса и характеристика системы.
