Ответы на распространенные вопросы
Что такое напор насоса?
Напор насоса – это выраженная в метрах столба жидкости высота, на которую насос способен поднять перекачиваемую жидкость.
Напор насоса обозначается латинской буквой H.
Напор конкретного насоса не зависит от перекачиваемой жидкости, т.е. если напор насоса составляет, например, 100 м, то такой насос способен поднять на указанную высоту любую перекачиваемую жидкость. Это справедливо при одном условии.
Дело в том, что мощность на валу двигателя зависит от плотности перекачиваемой жидкости, т.е. при перекачивании жидкости с большей плотностью необходимо оснастить насос (при том же напоре) более мощным двигателем.
При одном и том же напоре насоса, перепад давления, который создает насос (разность между давлением на выходе и на входе насоса), будет также отличаться в зависимости от плотности перекачиваемой жидкости. Например, при напоре насоса 100 м перепад давления при перекачивании жидкого азота составит 7,8 бар, при перекачивании жидкого кислорода 11,2 бар, при перекачивании жидкого аргона 13,6 бар. Значения перепада давления даны для жидкости при температуре кипения, соответствующей 760 мм рт.ст.
Что такое кавитационный запас насоса?
Кавитационный запас насоса – это выраженная в метрах столба жидкости высота, соответствующая разности между реальным давлением жидкости на входе в насос и равновесным давлением, соответствующим температуре жидкости на входе в насос.
Кавитационный запас насоса обозначается как Dh.
В латинской транскрипции кавитационный запас насоса обозначается аббревиатурой NPSH (Net Positive Suction Head).
Необходимо отличать требуемый кавитационный запас и располагаемый кавитационный запас.
Требуемый кавитационный запас является характеристикой насоса, т.е. это минимальное значение Dh, которое требуется от системы (в которой эксплуатируется насос) для обеспечения устойчивой работы насоса. В латинской транскрипции требуемый кавитационный запас обозначается аббревиатурой NPSHR (Net Positive Suction Head Required)
Располагаемый кавитационный запас является характеристикой системы, т.е. это минимальное значение Dh, которое может обеспечить система при работе насоса. В латинской транскрипции располагаемый кавитационный запас обозначается аббревиатурой NPSHA (Net Positive Suction Head Available).
Для устойчивой работы насоса необходимо обеспечить условия, при которых располагаемый кавитационный запас больше или равен требуемому кавитационному запасу (NPSHA больше или равен NPSHR). Если данное условие не выполняется, то в проточной части насоса будет иметь место кавитация и насос не сможет устойчиво работать. При расчете располагаемого кавитационного запаса необходимо учитывать как гидравлические потери в трубопроводе от источника жидкости (резервуара) до насоса, так и тепловые потери, связанные с прогревом криогенной жидкости от теплопритока из окружающей среды к упомянутому трубопроводу.
Рассмотрим пример.
Требуемый кавитационный запас насоса составляет 2 м. Параметры при работе насоса:
— рабочая среда – жидкий кислород;
— избыточное давление на входе в насос 1,0 бар (абсолютное давление, соответственно составит 2,0
бар);
— температура на входе в насос 94 К.
Определим располагаемый кавитационный запас.
Равновесное абсолютное давление, соответствующее температуре жидкости на входе в насос составляет 1,49 бар.
Таким образом, разность между реальным давлением жидкости на входе в насос и равновесным давлением, соответствующим температуре жидкости на входе в насос, составит 2,0-1,49=0,51 бар. Выразим это значение в метрах столба жидкости: 0,51*100000/1117/9,81=4,65 м.
Здесь:
1117 кг/м3 – плотность жидкого кислорода при температуре 94 К;
9,81 м/с2 – ускорение свободного падения.
Таким образом, располагаемый кавитационный запас составляет 4,65 м и превышает требуемый кавитационный запас 2 м. Насос должен работать устойчиво.