Насосы и вентиляторы
Авторы: В.В. Поляков, Л.С. Скворцов
Источник: http://www.twirpx.com/file/4164/
Высота всасывания
У самовсасывающих насосов (т. е. таких, в которых обеспечивается подъем жидкости во всасывающем трубопроводе) необходимое абсолютное давление во всасывающем патрубке зависит от высоты всасывания Нвс и потерь напора во всасывающей магистрали. (При определении потерь следует учитывать и ту часть всасывающего трубопровода, которая находится ниже уровня жидкости.) Рассмотрим схему насосной установки, изображенную на рис. 6.6.
Рис. 6.6 – Схема насосной установки
Под действием разности атмосферного давления рат, действующего на свободную поверхность жидкости, находящейся в резервуаре 4, и переменного давления рп в рабочей полости цилиндра 1 при ходе поршня 2 в режиме всасывания жидкость поднимается во всасывающей магистрали 6, заканчивающейся клапаном 3, преодолевая гидравлические сопротивления. Если при пуске насос будет перекачивать воздух, то при определенной высоте нагнетания Нн могут создаваться условия, при которых давление вытесняемого из цилиндра воздуха окажется меньшим, чем давление, создаваемое столбом высотой На. В результате насос не сможет вступить в работу. Для предотвращения этого явления цилиндр насоса и всасывающую трубу перед пуском заполняют перекачиваемой жидкостью, вследствие чего облегчается его запуск, а также исключается работа поршневой группы насоса без жидкости, при которой происходит интенсивный износ уплотнительных и прочих узлов. Для удержания жидкости во всасывающей трубе при неработающем на участке насосе, погруженном в жидкость, устанавливают обычно обратный клапан 5.
Высота поднятия жидкости Hвс, отсчитываемая обычно от уровня свободной поверхности резервуара 4 до оси цилиндра, называется вакуумметрической высотой всасывания. Она будет тем выше, чем больше разрежение в пространстве клапанной крышки, создаваемое поршнем. Максимальная высота поднятия жидкости определится равенством нулю давления на свободной поверхности столба
На практике такую высоту всасывания получить невозможно, так как при достижении давления насыщенных паров в результате появления газа нарушится сплошность жидкости и произойдет ее отрыв от поршня. Давление насыщенных паров рн.п зависит от вида жидкости и ее температуры.
Как известно, в результате движения жидкости возникают гидравлические сопротивления всасывающей магистрали, а также инерционные потери, обусловленные ускорением поршня и, следовательно, неравномерностью движения жидкости во всасывающей трубе. Величина этих потерь выражается как произведение массы жидкости, движущейся во всасывающей магистрали, на ее ускорение, которое можно принять равным ускорению поршня. Как известно, ускорение поршня – это производная скорости поршня wп по времени, т. е.
или
Угловая скорость вращения кривошипа w0, 1/с, связана с частотой вращения кривошипа зависимостью
Из выражений (6.13) и (6.14) видно, что инерционные потери пропорциональны квадрату частоты вращения привода. Увеличений частоты вращения привода существенно снижает допустимую высоту всасывания, поршневого насоса. Допустимая высота всасывания, например, воды с температурой до 30°С обычно не превышает 5—6 м.