Робота відцентрового насоса в трубопровідної мережі

Поняття, зміст яких не розкривається в посібнику, роз'яснюються тут.

абсолютний тиск
Абсолютний тиск - це відношення сили, що діє на нескінченно малу поверхню до площі цієї поверхні:

де dF - сила, що діє на нескінченно малу поверхню, dS - нескінченно мала площа поверхні.
В системі СІ абсолютний тиск виражається в [Н / м 2] або [Па].

Атмосферний тиск
Атмосферний тиск - це абсолютний тиск, що створюється атмосферою. Величину атмосферного тиск визначають за допомогою барометрів, тому друга назва йому - барометричний.

вакууметр
Вакууметр - прилад для вимірювання тиску нижче атмосферного. Найбільшого поширення на практиці отримали механічні пружинні вакууметри. В силу специфіки свого пристрою, механічні вакууметри показують не абсолютне тиск, а розрідження (вакуум), тобто величину, на яку абсолютний тиск менше ніж атмосферний.

Висота всмоктування
Висота всмоктування - відстань по вертикалі від рівня рідини в видатковому резервуарі до всмоктуючого патрубка насоса.

геометричний напір
У вузькому розумінні геометричний напір - це висота підйому рідини, тобто відстань по вертикалі від рівня рідини в видатковому резервуарі до рівня в приймальному резервуарі.
У більш широкому розумінні геометричний напір - це вертикальне положення деякого перетину, виділеного в рідини над довільно обраної площиною відліку.

діафрагма
Діафрагма - встановлюється в трубопроводі технічний пристрій з наскрізним отвором для створення і відбору перепаду тиску середовища шляхом місцевого зменшення перетину трубопроводу (звуження потоку), що застосовується спільно з дифманометром для вимірювання витрати рідини в трубопроводі.

Дифманометр (диференційний манометр)
Дифманометр - прилад для вимірювання різниці (перепаду) тиску в двох різних точках простору, що застосовується для визначення витрати рідини або газу в трубопроводах, а також рівня рідини в резервуарах.

засувка
Засувка - трубопровідна арматура, що замикає елемент якої переміщується зворотно-поступально перпендикулярно напрямку потоку рідини. Засувки використовуються для повного перекриття трубопроводу. Рідше засувки використовуються для регулювання подачі (витрати) рідини за рахунок часткового перекриття трубопроводу.

Надлишковий тиск
Надмірний тиск - це різниця між абсолютним і атмосферним (барометричним) тиском за умови, що абсолютна тиск більше атмосферного:

де pізб - надлишковий тиск; p - абсолютний тиск; pатм - атмосферний тиск.
Величину надлишкового тиску вимірюють за допомогою манометрів.

кавітація
Кавітація - освіту і схлопування бульбашок пари в потоці рідини. Кавітація виникає в тому випадку, коли абсолютний тиск в потоці рідини знижується до тиску її насиченої пари. Кавітація - вкрай небажане явище при експлуатації насосів, оскільки воно супроводжується вібрацією елементів насоса і трубопроводу, руйнуванням робочих органів насоса.

Коефіцієнт місцевого опору x
Коефіцієнт місцевого опору використовується для визначення втрат напору на місцевих гідравлічних опорах (засувки, відводи, фільтри, клапани і т.д.). Він залежить в загальному випадку від типу опору, діаметра трубопроводу, режиму течії. Чисельні значення коефіцієнта місцевого опору наведені в довідковій літературі. [3,4]

Коефіцієнт тертя l
Коефіцієнт тертя використовується для визначення втрат напору на гідравлічному терті. Він залежить в загальному випадку від режиму течії, шорсткості трубопроводу і діаметра трубопроводу. Для визначення коефіцієнта тертя можна використовувати такі формули:

автомодельного
(Квадратична)
область

де d - діаметр трубопроводу [м]; е - абсолютна шорсткість матеріалу труб [м].

Критерій Рейнольдса Re
Критерій Рейнольдса характеризує режим течії рідини і визначається за формулою:

де W - швидкість течії рідини [м / с]; d - діаметр трубопроводу [м]; r - щільність рідини [кг / м 3]; m - коефіцієнт динамічної в'язкості рідини [Па. з].
Швидкість рідини можна визначити через витрата і площа поперечного перерізу потоку:

якщо потік тече чере трубу круглого перетину з діаметром d, то площа поперечного перерізу дорівнює:

За чисельним значенням критерію Рейнольдса можна судити про режим (характер) течії рідини:

Рідина тече в ламінарному режимі. Ламінарному режиму течії властивий рух частинок рідини по траєкторіях, паралельним загальному напрямку потоку.

Рідина тече в перехідному (слабо розвиненому турбулентному) режимі. Цьому режиму властиво поява вихрів. Вихор - це рух групи частинок по обертальної траєкторії. За рахунок вихорів потік рідини перемішується в поперечному напрямку. Чим ближче значення критерію Рейнольдса до 10000, тим більше вихорів.

Рідина тече в турбулентному режимі. Турбулентний режим супроводжується виникненням великої кількості вихорів, що перемішують рідину.

мановакууметри
Мановакууметри - прилад для вимірювання тиску. Мановакууметри має дві шкали. Одна шкала використовується для визначення надлишкового тиску, а інша для визначення вакууму. Такі прилади використовуються в тому випадку, коли тиск, яке потрібно визначити, може бути як вище, так і нижче атмосферного.

манометр
Манометр - прилад для вимірювання тиску вище атмосферного. Найбільшого поширення на практиці отримали механічні пружинні манометри. В силу специфіки свого пристрою, механічний манометр, показує не абсолютний тиск, а надлишковий тиск, тобто величину, на яку абсолютний тиск більше ніж атмосферний.

Зворотній клапан
Зворотний клапан - елемент трубопроводу, що допускає проходження рідини тільки в одному напрямку.

Розрідження (вакуум)
Розрідження - це різниця між атмосферним (барометричним) і абсолютним тиском за умови, що абсолютна тиск менше атмосферного:

де pвак - розрідження; p - абсолютний тиск; pатм - атмосферний тиск. Величину розрідження вимірюють за допомогою вакуумметрів.

статичний напір
При розгляді трубопровідної мережі статичним напором називають енергію, віднесену до 1 Н рідини, яку необхідно затратити, для того, щоб рідина підтримувалася нерухомо в трубопровідної мережі. Статичний напір найпростішої трубопровідної мережі визначається за формулою:

де Hг - геометричний напір; P2 - тиск в приймальному резервуарі; P1 - тиск в видатковому резервуарі.
Не важко помітити, що чим більше тиск в приймальному резервуарі, тобто резервуарі, куди повинна перекачуватися рідина, тим більший статичний напір потрібно забезпечувати, щоб протидіяти цьому тискові.