Меню

Как определяется полезная мощность насоса формула



КПД центробежных насосов

Гидравлическая мощность и КПД центробежных насосов

Гидравлическая мощность насоса

PГ = ρ x g x Q x H [Вт]

ρ — плотность жидкости [кг/м 3 ]
g — ускорение свободного падения [м/сек 2 ]
Q — расход [м 3 /сек]
H — напор [м]

Для насосов, у которых всасывающий и напорный патрубки имеют одинаковый диаметр и находятся на одном уровне, напор можно рассчитать по упрощённой формуле:

H = (p2 — p1) / (ρ x g) [м]

p2 — давление на напорном патрубке [Па]
p1 — давление на всасывающем патрубке [Па]

Таким образом, гидравлическая мощность насоса пропорциональна перепаду давления и расходу:

Если диаметр напорного патрубка меньше диаметра всасывающего патрубка, то для расчёта гидравлической мощности насоса напор необходимо увеличить на величину:

Рис. Увеличение напора за счёт разницы диаметров напорного и всасывающего патрубков

v2 — скорость жидкости в напорном патрубке [м/с]
v1 — скорость жидкости во всасывающем патрубке [м/с]
Q — расход [м 3 /с]
g — ускорение свободного падения [м/с 2 ]
d2 — внутренний диаметр напорного патрубка [м]
d1 — внутренний диаметр всасывающего патрубка [м]

Если напорный и всасывающий патрубок расположены не на одной линии, то напор нужно ещё увеличить на разницу высот между двумя патрубками:

Потребляемая мощность насоса

Если вал насоса жёстко соединён с валом двигателя, то потребляемая мощность насоса равна механической мощности на валу электродвигателя.

КПД насоса

КПД насоса равен отношению гидравлической мощности к потребляемой:

Насос выбирается так, чтобы в рабочей точке его КПД был максимальным (см. рис.).

Рис. КПД насоса

Механическая мощность на валу электродвигателя:

ηД — КПД электродвигателя,
PЭ — электрическая мощность, потребляемая двигателем из сети.

Электрическая мощность, потребляемая 3-х фазным электродвигателем из сети

PЭ = √3 х U х I х cos φ

U — напряжение сети [В]
I — ток, потребляемый электродвигателем [А]
cos φ — косинус угла между векторами тока и напряжения

Выводы: как вычислить КПД насоса

  • С помощью специального прибора с токовыми клещами измеряем электрическую мощность PЭ, потребляемую электродвигателем из сети. Если электродвигатель работает от преобразователя частоты, то ПЧ сам измеряет мощность и сохраняет это значение в одном из своих параметров
  • С шильдика электродвигателя списываем его КПД и вычисляем мощность на валу PВ. На шильдике, конечно, указана и номинальная мощность электродвигателя, но в данном случае нас интересует мощность электродвигателя в рабочей точке насоса
  • Если между двигателем и насосом существует жёсткая механическая связь (а не ременная передача, редуктор или муфта с проскальзыванием), то считаем потребляемую насосом мощность РП равной мощности на валу электродвигателя РВ
  • Измеряем перепад давления на напорном и всасывающем патрубках и вычисляем напор (если необходимо, то корректируем его с учётом разницы диаметров и высот напорного и всасывающего патрубков)
  • Измеряем расход и рассчитываем гидравлическую мощность насоса РГ
  • Вычисляем КПД насоса.
Читайте также:  Средний по мощности автокомпрессор

Если КПД насоса оказался ниже, чем вы ожидали, то стоит задуматься о профилактике, ремонте или замене насоса.

Источник

Коэффициента полезного действия насосной установки

date image2014-02-02
views image3937

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Полезная мощность насоса – мощность, затрачиваемая им на сообщение жидкости энергии, равна произведению удельной энергии на массо­вый расход жидкости:

где – полезная мощность, Вт;

– плотность перекачиваемой жидкости, кг/м 3 ;

– ускорение свободного падения, м/с 2 ;

– подача насоса, м 3 /с;

– напор насосной установки, м.

Мощность на валу насоса – мощность, потребляемая насосом или мощность, подводимая к насосу. Она больше полезной мощности вследствие потерь в самом насосе (гидравлические потери, утечки жидкости через неплотности, потери вследствие трения в подшипниках и т. п.), которые учитываются коэффициентом полезного действия (КПД) насоса:

где – мощность на валу насоса, Вт;

– коэффициент полезного действия насоса.

Величина КПД насоса характеризует совершенство конструкции и эконо­мичность эксплуатации насоса, отражает относительные (по срав­нению с полезной мощностью ) потери мощности в насосе и является произведением трех сомножителей:

где – гидравлический КПД, учитывает потери напора при движении жидкости через насос, ;

– теоретический напор, м;

– коэффициент подачи, или объем­ный КПД, учитывающий потери подачи насоса (через зазоры, сальники и т.п.), ;

– теоретическая подача насоса;

– механический КПД, характеризует потери мощности на меха­ническое трение в насосе (в сальниках и т.п.).

Значение коэффициента полезного действия насоса h зависит от производительности насоса, его конструкции и степени износа. Для насосов большой производительности значение КПД выше и может составлять от 0,8 до 0,95. КПД поршневых насосов – от 0,8 до 0,9 – несколько больше, чем центробежных (от 0,6 до 0,8).

При выборе электродвигателя для насоса следует учитывать потери мощности из-за механических потерь в передаче от электродвигателя к насосу и в самом электродвигателе. Их учитывают при помощи КПД передачи и КПД двигателя . Тогда мощность, потребляемая двигателем, определяется следующим обра­зом:

Читайте также:  Как рассчитать мощность усилителя по динамиками

где – мощность двигателя, Вт;

– коэффициент полезного действия передачи;

– коэффициент полезного действия двигателя;

– коэффициент полезного действия насосной установки, .

Установочную мощность двигателя рассчитывают с учетом перегрузки в момент пуска насоса. Она в зависимости от мощности двигателя, определяемой по выражению (2.17), может превышать на 10-50 %.

Источник

Мощность и КПД насоса

Одним из основных параметров любого агрегата или механизма, на который обращается особое внимание, является коэффициент полезного действия (КПД). Он представляет собой отношение полезной мощности оборудования к потребляемой.

Электродвигатель насоса приводит во вращение вал насоса, на котором установлено рабочее колесо. Результатом работы насоса является преобразование электрической энергии в гидравлическую. Но электрическая энергия не преобразуется в полезную мощность в полном объеме, что обусловлено возникающими в насосе потерями на трение в виде тепловой энергии. Поэтому КПД насоса всегда будет меньше 100% (или 1).

Мощность на валу насоса P2 – это мощность, необходимая двигателю для осуществления вращения рабочего колеса. Полезная мощность насоса P4 определяется с помощью производительности Q и напора H.

где ρ – плотность воды;

g – ускорение свободного падения.

где Pvp – потери мощности в насосе.

Потери мощности в насосе складываются из двух составляющих:

  • гидравлические;
  • механические.

Гидравлические потери в насосе состоят из потерь на преодоление гидравлических сопротивлений в рабочем колесе и корпусе при движении потока жидкости от всасывающего патрубка к напорному. Они зависят от конструктивных особенностей насосов, размеров их проточной части, качества обработки (шероховатости) стенок и поверхностей насоса. Гидравлические потери прямо пропорциональны квадрату скорости перекачиваемой жидкости.

Механические потери обусловлены трением, имеющим место в опорах радиальных и осевых подшипников, а также в торцевом уплотнении. Также данные потери обусловлены трением рабочего колеса и ротора насоса о перекачиваемую жидкость. Механические потери также зависят от конструкции, качества изготовления и типоразмера насоса. Распределение мощностей на насосе

КПД насоса оценивает его энергетическую эффективность. Он определяется, как отношение полезной мощности к потребляемой.

Читайте также:  Баланс мощностей при последовательное соединение сопротивлений

Следовательно, путем к повышению КПД насоса является уменьшение потерь — гидродинамическое совершенствование проточной части, качественная обработка стенок насоса, качество торцевых уплотнений и подшипников.

КПД насоса рассчитывается по следующей формуле:

Q [м3/ч] – производительность насоса;

P2 [кВт] – мощность насоса;

367 – постоянный коэффициент;

ρ [кг/м3] – плотность воды.

Так насос постоянно приводится в действие приводом двигателя, и этот двигатель забирает мощность P1 из сети, чтобы в месте подсоединения насосной части передать мощность валу P2, то КПД двигателя рассчитывается следующим образом:

Тогда общий КПД насоса ŋtot определяется произведением КПД электродвигателя и КПД насоса:

ŋtot = ŋм • ŋp Общий КПД насоса

КПД насосов различных типов и размеров могут варьироваться в очень широком диапазоне. Для насосов с мокрым ротором КПД ŋtot составляет 5–54%, причем последнее значение характерно для высокоэффективных насосов. Насосы с сухим ротором имеют больший КПД ŋtot порядка 30–80%. Зависимость КПД насоса от подачи. Максимальный КПД достигается в средней трети характеристики насоса

Даже в пределах характеристики насоса H(Q) текущий КПД в тот или иной момент меняется от нуля до максимального значения.

Если насос работает при полностью закрытом клапане, то им создается максимальное давление, но перемещения воды нет, поэтому КПД насоса в этот момент равен нулю. Аналогичная ситуация возникает и при открытой трубе. Несмотря на большое количество перекачиваемой воды, давление не создается, поэтому КПД насоса также равен нулю.

Максимальный общий КПД циркуляционного насоса системы отопления достигается в средней части характеристики насоса H(Q). В каталогах изготовителей насосов графики характеристики насосов и зависимости КПД от подачи указаны отдельно для каждого конкретного насоса.

Насос никогда не работает при постоянной производительности. Поэтому при первичном расчете системы отопления необходимо подобрать такой насос, чтобы его рабочая точка находилась в средней трети характеристики насоса большую часть отопительного сезона. Это будет являться гарантией работы насоса при оптимальном КПД.

КПД насоса зависит от его конструкции и мощности двигателя. Далее указаны значения КПД в зависимости от мощности выбранного мотора и конструкции насоса (с мокрым или сухим ротором).

Источник

Как определяется полезная мощность насоса формула



Мощность и КПД насоса

Одним из основных параметров любого агрегата или механизма, на который обращается особое внимание, является коэффициент полезного действия (КПД). Он представляет собой отношение полезной мощности оборудования к потребляемой.

Электродвигатель насоса приводит во вращение вал насоса, на котором установлено рабочее колесо. Результатом работы насоса является преобразование электрической энергии в гидравлическую. Но электрическая энергия не преобразуется в полезную мощность в полном объеме, что обусловлено возникающими в насосе потерями на трение в виде тепловой энергии. Поэтому КПД насоса всегда будет меньше 100% (или 1).

Мощность на валу насоса P2 – это мощность, необходимая двигателю для осуществления вращения рабочего колеса. Полезная мощность насоса P4 определяется с помощью производительности Q и напора H.

где ρ – плотность воды;

g – ускорение свободного падения.

где Pvp – потери мощности в насосе.

Потери мощности в насосе складываются из двух составляющих:

  • гидравлические;
  • механические.

Гидравлические потери в насосе состоят из потерь на преодоление гидравлических сопротивлений в рабочем колесе и корпусе при движении потока жидкости от всасывающего патрубка к напорному. Они зависят от конструктивных особенностей насосов, размеров их проточной части, качества обработки (шероховатости) стенок и поверхностей насоса. Гидравлические потери прямо пропорциональны квадрату скорости перекачиваемой жидкости.

Механические потери обусловлены трением, имеющим место в опорах радиальных и осевых подшипников, а также в торцевом уплотнении. Также данные потери обусловлены трением рабочего колеса и ротора насоса о перекачиваемую жидкость. Механические потери также зависят от конструкции, качества изготовления и типоразмера насоса. Распределение мощностей на насосе

КПД насоса оценивает его энергетическую эффективность. Он определяется, как отношение полезной мощности к потребляемой.

Следовательно, путем к повышению КПД насоса является уменьшение потерь — гидродинамическое совершенствование проточной части, качественная обработка стенок насоса, качество торцевых уплотнений и подшипников.

Читайте также:  Bosch pst 650 new мощностью 500 вт

КПД насоса рассчитывается по следующей формуле:

Q [м3/ч] – производительность насоса;

P2 [кВт] – мощность насоса;

367 – постоянный коэффициент;

ρ [кг/м3] – плотность воды.

Так насос постоянно приводится в действие приводом двигателя, и этот двигатель забирает мощность P1 из сети, чтобы в месте подсоединения насосной части передать мощность валу P2, то КПД двигателя рассчитывается следующим образом:

Тогда общий КПД насоса ŋtot определяется произведением КПД электродвигателя и КПД насоса:

ŋtot = ŋм • ŋp Общий КПД насоса

КПД насосов различных типов и размеров могут варьироваться в очень широком диапазоне. Для насосов с мокрым ротором КПД ŋtot составляет 5–54%, причем последнее значение характерно для высокоэффективных насосов. Насосы с сухим ротором имеют больший КПД ŋtot порядка 30–80%. Зависимость КПД насоса от подачи. Максимальный КПД достигается в средней трети характеристики насоса

Даже в пределах характеристики насоса H(Q) текущий КПД в тот или иной момент меняется от нуля до максимального значения.

Если насос работает при полностью закрытом клапане, то им создается максимальное давление, но перемещения воды нет, поэтому КПД насоса в этот момент равен нулю. Аналогичная ситуация возникает и при открытой трубе. Несмотря на большое количество перекачиваемой воды, давление не создается, поэтому КПД насоса также равен нулю.

Максимальный общий КПД циркуляционного насоса системы отопления достигается в средней части характеристики насоса H(Q). В каталогах изготовителей насосов графики характеристики насосов и зависимости КПД от подачи указаны отдельно для каждого конкретного насоса.

Насос никогда не работает при постоянной производительности. Поэтому при первичном расчете системы отопления необходимо подобрать такой насос, чтобы его рабочая точка находилась в средней трети характеристики насоса большую часть отопительного сезона. Это будет являться гарантией работы насоса при оптимальном КПД.

Читайте также:  Средний по мощности автокомпрессор

КПД насоса зависит от его конструкции и мощности двигателя. Далее указаны значения КПД в зависимости от мощности выбранного мотора и конструкции насоса (с мокрым или сухим ротором).

Источник

Коэффициента полезного действия насосной установки

date image2014-02-02
views image3930

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Полезная мощность насоса – мощность, затрачиваемая им на сообщение жидкости энергии, равна произведению удельной энергии на массо­вый расход жидкости:

где – полезная мощность, Вт;

– плотность перекачиваемой жидкости, кг/м 3 ;

– ускорение свободного падения, м/с 2 ;

– подача насоса, м 3 /с;

– напор насосной установки, м.

Мощность на валу насоса – мощность, потребляемая насосом или мощность, подводимая к насосу. Она больше полезной мощности вследствие потерь в самом насосе (гидравлические потери, утечки жидкости через неплотности, потери вследствие трения в подшипниках и т. п.), которые учитываются коэффициентом полезного действия (КПД) насоса:

где – мощность на валу насоса, Вт;

– коэффициент полезного действия насоса.

Величина КПД насоса характеризует совершенство конструкции и эконо­мичность эксплуатации насоса, отражает относительные (по срав­нению с полезной мощностью ) потери мощности в насосе и является произведением трех сомножителей:

где – гидравлический КПД, учитывает потери напора при движении жидкости через насос, ;

– теоретический напор, м;

– коэффициент подачи, или объем­ный КПД, учитывающий потери подачи насоса (через зазоры, сальники и т.п.), ;

– теоретическая подача насоса;

– механический КПД, характеризует потери мощности на меха­ническое трение в насосе (в сальниках и т.п.).

Значение коэффициента полезного действия насоса h зависит от производительности насоса, его конструкции и степени износа. Для насосов большой производительности значение КПД выше и может составлять от 0,8 до 0,95. КПД поршневых насосов – от 0,8 до 0,9 – несколько больше, чем центробежных (от 0,6 до 0,8).

Читайте также:  Как рассчитывается фактический объем мощности

При выборе электродвигателя для насоса следует учитывать потери мощности из-за механических потерь в передаче от электродвигателя к насосу и в самом электродвигателе. Их учитывают при помощи КПД передачи и КПД двигателя . Тогда мощность, потребляемая двигателем, определяется следующим обра­зом:

где – мощность двигателя, Вт;

– коэффициент полезного действия передачи;

– коэффициент полезного действия двигателя;

– коэффициент полезного действия насосной установки, .

Установочную мощность двигателя рассчитывают с учетом перегрузки в момент пуска насоса. Она в зависимости от мощности двигателя, определяемой по выражению (2.17), может превышать на 10-50 %.

Источник