№1. Насос перекачивает 30%-ную серную кислоту. Показание

---

НАСОСЫ. ВЕНТИЛЯТОРЫ. КОМПРЕССОРЫ. 
 
 
№1. Насос перекачивает 30%-ную серную кислоту. Показание 
манометра на нагнетательном трубопроводе 1,8 кгс/см
2
, показание 
вакуумметра (разрежение) на всасывающем трубопроводе перед насосом 
29 мм рт. ст. Манометр присоединён на 0,5 м выше вакуумметра. 
Всасывающий и нагнетательный трубопроводы одинакового диаметра. 
Какой напор развивает насос? 
 
1) Т. к. диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов одина-
ковы, то в соответствии с формулой (1.17) равны и скорости потоков в них: 
Q = W·S = 
4
2
d
W
⋅
⋅
π
; 
2
4
d
Q
W
⋅
⋅
=
π
. 
2) Напор, создаваемый насосом, находим по формуле (2.2): 
g
g
2
вс
2
н
вс
н
⋅
−
+
+
⋅
−
=
ρ
ρ
W
W
H
P
P
H
o
; 
g
g
)
(
)
(
2
вс
2
н
вак
атм
ман
атм
⋅
−
+
+
⋅
−
−
+
=
ρ
ρ
W
W
H
P
P
P
P
H
o
; 
g
g
2
вс
2
н
вак
ман
⋅
−
+
+
⋅
+
=
ρ
ρ
W
W
H
P
P
H
o
; 
плотность 30%-ной серной кислоты найдём по таблице III: 
ρ = 1220 кг/м
3
; 
м
H
6
,
15
5
,
0
9,81
1220
3
,
133
29
10
81
,
9
8
,
1
4
=
+
⋅
⋅
+
⋅
⋅
=
. 
№2. Насос перекачивает жидкость плотностью 960 кг/м
3
из 
резервуара с атмосферным давлением в аппарат, давление в котором 
составляет P
изб
 = 37 кгс/см
2
. Высота подъёма 16 м. Общее сопротивление 
всасывающей и нагнетательной линий 65,6 м. Определить полный 
напор, развиваемый насосом. 

---

Напор, создаваемый насосом, находим по формуле (2.1): 
п
1
2
h
g
+
+
⋅
−
=
o
H
P
P
H
ρ
; 
п
атм
ман
атм
g
)
(
h
H
P
P
P
H
o
+
+
⋅
−
+
=
ρ
; 
п
ман
g
h
H
P
H
o
+
+
⋅
=
ρ
; 
м
H
467
6
,
65
16
9,81
960
10
81
,
9
37
4
=
+
+
⋅
⋅
⋅
=
. 
№3. Определить к. п. д. насосной установки. Насос подаёт
380 дм
3
/мин мазута относительной плотности 0,9. Полный напор 30,8 м. 
Потребляемая двигателем мощность 2,5 кВт. 
 
1) Плотность мазута - по формуле (1.2): 
ρ
маз
= ∆·ρ
в
= 0,9·1000 = 900 кг/м
3
. 
2) К. п. д. выразим из формулы (2.3): 
η
ρ
⋅
⋅
⋅
⋅
=
1000
H
g
Q

; 
69
,
0
2,5
1000
60
1000
30,8
9,81
900
380
N
1000
=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
⋅
=
H
g
Q
ρ
η
. 
№4. Производительность насоса 14 дм
3
/с жидкости относительной 
плотности 1,16. Полный напор 58 м. К. п. д. насоса 0,64, к. п. д. передачи 

---

0,97, к. п. д. электродвигателя 0,95. Какой мощности двигатель надо 
установить? 
 
1) Плотность жидкости - по формуле (1.2): 
ρ = ∆·ρ
в
= 1,16·1000 = 1160 кг/м
3
; 
2) К. п. д. всей установки находим по формуле (2.4): 
η = η
нас
·η
пер
·η
двиг
= 0,64·0,97·0,95 = 0,59. 
3) Мощность, потребляемую насосной установкой, найдём по формуле (2.3): 
.
66
,
15
59
,
0
1000
1000
58
81
,
9
1160
14
1000
кВт
H
g
Q

=
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅
⋅
=
η
ρ
4) Двигатель подбирается так, чтобы был запас мощности на пусковые 
перегрузки. Коэффициент запаса мощности по таблице 2.1 примем равным 
1,17. 
N
двиг
= β·N = 1,17·15,66 = 18,3 кВт. 
№5. Поршневой насос установлен на заводе, расположенном на 
высоте 300 м над уровнем моря. Общая потеря высоты всасывания 
составляет 5,5 м вод. ст. Геометрическая высота всасывания 3,6 м. При 
какой максимальной температуре воды ещё возможно всасывание? 
 
Теоретическая высота всасывания поршневого насоса определяется по 
формуле (2.5): 
H
вс
≤
А – h
t
– ∑h. 
Наша задача – найти предельное значение давления насыщенного пара воды 
h
t
и по его значению – температуру воды. 
Предельное значение давления насыщенного водяного пара: 
h
t
= А – H
вс
– ∑h. 

---

Атмосферное давление зависит от высоты над уровнем моря. По таблице XIX 
для 300 м над уровнем моря A = 10 м вод. ст. 
h
t
= 10 – 3,6 – 5,5 = 0,9 м вод. ст. 
Температуру воды с использованием значений таблицы 2.2: 
Она находится в интервале от 40 до 50 °С. Изменению температуры воды на 
1°С соответствует изменение давления насыщенного пара равное 
.
.
05
,
0
10
75
,
0
25
,
1
ст
вод
м
=
−
Чтобы получить результат нужно решить уравнение: 
0,75 + 0,05·X = 0,9; 
Х = 3, т. е. температура воды равна: 
40°C (этому соответствует 0,75) + 3°C = 43°С. 
№6. Определить производительность дифференциального поршня 
насоса, который имеет больший диаметр ступенчатого плунжера 340 мм, 
меньший – 240 мм. Ход плунжера 480 мм, частота вращения 60 об/мин. 
Коэффициент подачи 0,85. Определить также количество жидкости, 
подаваемой каждой стороной ступенчатого плунжера. 
 
К этой задаче см. пример 2.4. 
1) Производительность всего поршня находим по формуле (2.6): 
.
037
,
0
60
60
48
,
0
0,34
0,785
,85
0
60
3
2
с
м
n
s
F
Q
=
⋅
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
=
υ
η
2) Количество жидкости, выходящее из правой камеры можно найти так: 
.
0186
,
0
60
60
48
,
0
)
24
,
0
0,34
(
0,785
,85
0
60
)
(
3
2
2
штока
с
м
n
s
F
F
Q
плунжера
мал
=
⋅
⋅
−
⋅
⋅
=
⋅
⋅
−
=
υ
η
То есть малый плунжер выталкивает 0,0186 м
3
/с жидкости. 

---

3) Количество жидкости, вытесняемой большим плунжером, находим как 
разность общего количества жидкости и того, что вытесняет малый плунжер: 
Q
бол
= Q – Q
мал
= 0,037 – 0,0186 = 0,0184 м
3
/с.