Различные потери в насосе и КПД насоса
В процессе преобразования механической энергии в энергию жидкости насос сопровождается различными потерями, и эти потери представлены соответствующей эффективностью.
Далее описывается ввод и вывод энергии в насосе в соответствии с процессом передачи энергии в насосе.
1. Механические потери и механическая эффективность
Эффективность (мощность на валу), передаваемая от первичного двигателя на вал насоса, должна сначала расходоваться на преодоление потерь на трение подшипников и уплотнений. Оставшаяся мощность на валу используется для вращения крыльчатки. Однако не вся механическая энергия рабочего колеса передается жидкости, проходящей через рабочее колесо. Часть его расходуется на преодоление трения между поверхностью передней и задней крышек рабочего колеса и кожухом (полостью насоса).
Сумма вышеупомянутой мощности потерь в подшипнике (Pm1), мощности потерь в уплотнении (Pm2) и мощности потерь на трение диска (Pm3) называется механическими потерями pm, а ее величина выражается механической эффективностью ηm. Оставшаяся мощность на валу за вычетом механических потерь используется для выполнения работы с жидкостью, проходящей через рабочее колесо. Механическая эффективность - это отношение мощности на валу к входной гидравлической мощности, то есть
ηm = P '/ P
2. Потеря объема и эффективность объема
Входная гидравлическая мощность используется для выполнения работы над жидкостью, проходящей через рабочее колесо, поэтому давление жидкости на выходе воды из рабочего колеса выше, чем давление на входе. Разница давлений между выпускным отверстием и входным отверстием приводит к тому, что часть жидкости, проходящей через рабочее колесо, течет из полости насоса через зазор уплотнительного кольца рабочего колеса (кольца диафрагмы) к входному отверстию рабочего колеса. Таким образом, расход Qt (также известный как теоретический расход насоса) через рабочее колесо не полностью подается на выход насоса. Утечка q части жидкости потребляет энергию, полученную от рабочего колеса в процессе протекающего потока, то есть из жидкости высокого давления (давление на выходе) становится жидкостью низкого давления (давление на входе). Следовательно, сущность потери объема также является потерей энергии, и величина потери объема рассчитывается по объемной эффективности ηv. Объемный КПД - это отношение мощности жидкости (фактический расход Q) после устранения утечки через рабочее колесо к мощности (входная гидравлическая мощность) жидкости (теоретический расход Q) через рабочее колесо.
Утечка одноступенчатых насосов происходит главным образом в уплотнительном кольце. В дополнение к многоступенчатым насосам существуют также утечки между ступенями. Кроме того, утечка из устройства осевой силы баланса насоса, уплотнительного устройства и т. Д. Также должна быть включена в потерю объема насоса.
3. Гидравлические потери и гидравлический КПД
Энергия (Ht), полученная от рабочего колеса эффективной жидкостью (устраняющая утечку) через рабочее колесо, также не полностью переносится, потому что жидкость сопровождается гидравлическими потерями на трение в потоке переливной части насоса (канал от впуск насоса к выпускному отверстию) (сопротивление вдоль пути) и гидравлические потери (локальное сопротивление), вызванные ударом, отклонением, изменением направления скорости и размера и т. д., что потребляет часть энергии. Потеря энергии на единицу веса жидкости в потоке насоса называется гидравлической потерей насоса, которая выражается как h. Из-за гидравлических потерь энергия (H), добавляемая единицей массы жидкости через насос, меньше, чем энергия (Ht), передаваемая рабочим колесом единице массы жидкости, то есть H = Ht-h. Величина гидравлических потерь насоса измеряется гидравлическим КПД насоса ηh. Гидравлический КПД - это отношение мощности гидравлически потерянной жидкости к мощности негидравлической жидкости.
Сумма различных потерь в насосе выражается общей эффективностью (называемой эффективностью насоса). Общая эффективность - это отношение эффективной выходной мощности PUt к входной мощности (мощности на валу) Па.
Общая эффективность насоса равна произведению механической эффективности, объемной эффективности и гидравлической эффективности.