5.8. Характеристика поршневого насоса

Характеристика поршневого насоса - графи­ческое изображение зависимостей основных технических показателей (подачи Q, мощности N и КПД ) от давле­ния Р при постоянных значениях частоты вращения, вязкости и плотности жидкой среды на входе в насос, т.е. Q = f (Р), N = f (P) и  = f (Р) при n = const.

Для суждения о работе поршневых насосов на режи­мах, отличающихся от номинальных, используют раз­личного рода характеристики, получаемые при испыта­нии насосов (рис. 53).

рис. 53. Характеристики поршневого насоса:

а - рабочая; б - напорная; в - кавитационная (для насоса ЭНП-Ч); Q_ут - утечки жидкости

Различают следующие характеристики насосов:

а) рабочая - в виде графического изображения на од­ном графике зависимостей Q = f (Р), N = f (P) и  = f (Р);

б) напорная - в виде графического изображения на одном графике только зависимости Р = f (Q). Иногда напорную характеристику изображают в виде зависи­мости Q = f (P);

в) кавитационная - в виде графического изображе­ния зависимости Q = f (Н_вак).

Иногда на характеристиках указывают не давление Р, а напор Н.

На рис. 53, а представлены графики изменения по­дачи Q, мощности N и КПД  поршневого насоса от давле­ния Р (напора Н) при постоянной частоте вращения вала.

Кривая Q = f (P) показывает, что с увеличением дав­ления Р подача Q несколько снижается.

Мощность N с увеличением Р равномерно возрастает. Характеристика N = f (P) называется энергетической.

Характеристика N = f (P) показывает, что КПД насоса близок к постоянному значению в широком диапазоне из­менения давления Р. Он заметно снижается лишь при чрез­мерно высоких или низких значениях Р. В первом случае это происходит вследствие роста утечек, а во втором - из-за приближения к режиму холостого хода, где любой ме­ханизм работает со снижающейся экономичностью.

На рис. 53, б показаны теоретическая (сплошная линия) и действительная (штриховая линия) напорные ха­рактеристики поршневого насоса при постоянной частоте вращения п коленчатого вала. Из рисунка видно, что пор­шневые насосы обладают жесткой напорной характерис­тикой, т.е. подача теоретически не зависит от давления.

Большое практическое значение имеют характеристи­ки, выражающие изменение подачи Q насоса от вакуумметрической высоты всасывания Q = f (H) (рис. 53, в). Характеристику Q = f (Н_вак) получают во время испыта­ния насоса при постоянной частоте вращения и постоян­ном давлении на выходе из насоса. Она позволяет судить не только об изменении подачи Q с ростом вакуума в рабо­чей камере насоса, но и дает возможность установить мак­симально возможную высоту всасывания при данной час­тоте вращения приводного вала. Такие характеристики называют кавитационными. В качестве примера на рис. 53, в представлены характеристики Q = f (H_вак), постро­енные по результатам испытания насоса ЭНП-4 на холод­ной воде. Характеристики снимались при частоте враще­ния коленчатого вала n, равной 40, 70, 105 и 120 об/мин.

Эти характеристики показывают, что до наступле­ния кавитации подача насоса при данной частоте n оста­ется постоянной, причем с повышением частоты враще­ния вала насоса срыв подачи наступает раньше.

В поршневых насосах различают две стадии разви­тия кавитации. Первая стадия соответствует отрыву по­тока воды от поршня при ходе всасывания (вследствие достижения в цилиндре давления упругих паров жид­кости), а во второй половине хода всасывания поток воды догоняет поршень с гидравлическим ударом. Подача на­соса при этом еще не уменьшается.

Во второй стадии поток воды уже не успевает дос­тичь поршень при ходе всасывания, их встреча происхо­дит при ходе нагнетания и сопровождается сильным гидравлическим ударом, ударной посадкой всасывающего клапана на седло и уменьшением подачи.

Важными для насосных агрегатов являются шумо­вые и вибрационные характеристики.

Уровень шума не должен превышать величин, уста­новленных гигиеническими нормами.