что называется полным напором
Как построить напорную и пьезометрическую линии
Напорная и пьезометрическая линии являются графической иллюстрацией уравнения Бернулли, они показывают изменение полного и статического напора вдоль потока.
Что такое напорная и пьезометрическая линии?
Пьезометрическая линия характеризует изменение удельной потенциальной энергии, на сужающихся участках понижается, на расширяющихся повышается, а на участках с постоянным сечением проходит горизонтально (если речь идет об идеальном движении без потерь энергии) или со снижением, вызванным гидравлическими потерями (если речь идет о вязкой жидкости). Пьезометрическая линия отображает изменение статического напора.
Напорная линия характеризует изменение суммарной удельной энергии, для идеального движения жидкости (без потерь энергии) проходит горизонтально, для вязкой жидкости снижается за счет гидравлических потерь.Напорная линия отображает изменение полного напора.
Напорную и пьезометрические линии, как правило, строят в координатной плоскости совмещенной с принципиальной схемой гидросистемы.
Пример построения напорной и пьезометрической линии
Рассмотрим систему, в которой жидкость вытекает из бака по наклонному трубопроводу, уровень в баке постоянный. Построим напорную и пьезометрическую линии для идеальной жидкости при отсутствии гидравлических потерь.
Плоскость сравнения проведем таким образом, чтобы она совпадала с нижней точкой оси трубопровода.
Для лучшего понимания построений выберем живые сечения 1-1, 2-2 и 3-3 на участках с плавно изменяющимися параметрами течения. Запишем уравнение Бернулли для этих сечений, учтивая, то, что потери энергии отсутствуют.
В баке полный напор равен статическому, по этой причине напорная и пьезометрическая линии совпадают. В выходом сечении трубы статический напор отсутствует, т.к высота z = 0 и избыточное давление р = 0 (жидкость вытекает в атмосферу).
В промежуточном сечении трубы статический напор также будет равен 0, т.к полный напор величина постоянная, и скорость также будет постоянной (отток и приток жидкости отсутствуют, диаметр трубы постоянный). По этой причине на участке между сечениями 2-2 и 3-3 пьезометрическая линия совпадает с плоскостью сравнения. В зоне формирования скоростного напора происходит падение статического напора, поэтому пьезометрическая линия на этом участке устремляется вниз.
Напорная и пьезометрической линии для потока реальной вязкой жидкости
Построим напорную и пьезометрическую лини для другой системы, с учетом гидравлических потерь.
На рисунке обозначены:
Снижение напорной линии вызвано потерями энергии на местных сопротивлениях, а также потерями по длине.
На участках с постоянным сечением снижение пьезометрической линии объясняется потерями по длине. При расширении трубопровода скорость движения жидкости падает, следовательно скоростной напор снижается, а статический возрастает, пьезометрическая линия на этом участке смещается вверх.
Напор (гидравлика)
Напо́р, в гидравлике и гидродинамике — давление жидкости, выражаемое высотой столба жидкости над выбранным уровнем отсчёта. Выражается в линейных единицах.
Полный запас удельной энергии потока (полный напор) определяется уравнением Бернулли и включает в себя:
Вдоль потока напор уменьшается. Разность напора в двух поперечных сечениях потока реальной жидкости называется потерянным напором.
Понятие о напоре используется при проектировании гидротехнических сооружений и решении многих задач гидравлики и гидродинамики. В электронно-гидравлической аналогии (см. en:Hydraulic analogy) гидравлический напор аналогичен электрическому напряжению (в то время как скорость потока аналогична силе тока). Потеряный напор аналогичен падению напряжения или разности потенциалов.
Смотреть что такое «Напор (гидравлика)» в других словарях:
Напор — (в гидравлике и гидромеханике) величина давления жидкости (или газа), выражаемая высотой столба жидкости (газа) над выбранным уровнем отсчёта; измеряется в линейных единицах (метрах). Либо же энергия, отнесенная к единице веса… … Википедия
Гидравлика — I см. Газовое производство. II есть учение о движении жидкостей, приноровленное к практическим целям. Искусство управлять движением вод в естественных и искусственных руслах и резервуарах, а также пользоваться течением воды и ветром для… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Напор — в гидравлике, линейная величина, выражающая удельную (отнесённую к единице веса) энергию потока жидкости в данной точке. Полный запас удельной энергии потока Н (полный Н.) определяется Бернулли уравнением: где z высота… … Большая советская энциклопедия
Подземная гидравлика — (подземная гидродинамика) наука о движении нефти, воды, газа и их смесей (флюидов) через горные породы, имеющие пустоты, которые могут представлять собой поры или трещины. Теоретической основой ПГ является теория фильтрации, описывающая… … Википедия
СО 34.21.308-2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения — Терминология СО 34.21.308 2005: Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения: 3.10.28 аванпорт: Ограниченная волнозащитными дамбами акватория в верхнем бьефе гидроузла, снабженная причальными устройствами и предназначенная для размещения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Закон Бернулли — является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости: Здесь плотность жидкости, скорость потока, высота, на которой находится рассматриваемый… … Википедия
ВОДОСНАБЖЕНИЕ — ВОДОСНАБЖЕНИЕ. I. Водоснабжение населенных мест. Цель и назначение водоснабжения. В. организованное и регулярное доставление массовому потребителю воды установл. качества и в определенном количестве, обеспечивающем с той или иной полнотой… … Большая медицинская энциклопедия
Гидравлический уклон — Гидравлический уклон это величина, характеризующая собой потерю напора на единицу длины русла. При постоянной скорости течения и одинаковой высоте русла (то есть, при горизонтальном русле) гидравлический уклон может быть определён по… … Википедия
ГИДРОАЭРОМЕХАНИКА — раздел механики, изучающий движение жидкостей и газов в условиях, при которых не имеют практического значения различия в сжимаемости. Такой единый подход возможен, поскольку благодаря своей текучести жидкие и газообразные среды ведут себя… … Энциклопедия Кольера
Напор насоса
Напор насоса – это давление, создаваемое рабочим органом насоса (лопастным колесом, мембраной или поршнем) по средствам передачи энергии от рабочего органа насоса (рабочего колеса, мембраны или поршня) к жидкости, т.е насос фактически толкает жидкость.
Напор является одной из основных характеристик насоса.
Напором называют приращение механической энергии, получаемой каждым килограммом жидкости, проходящей через насос, т.е. разность энергии при выходе из насос и при входе в него.
Содержание статьи
Напор: определение и характеристика
Физическую сущность напора легко понять вспомнив основы гидромеханики. Если к всасывающему патрубку насоса, берущего жидкость из ёмкости, расположенной выше его оси, подключить трубку полного напора, то уровень жидкости в ней будет поднят на некоторую высоту над осью насоса. Эта высота называется полным напором и определяется формулой
где р – давление в насосе
ρ – плотность среды
g – ускорение свободного падения
На бытовом уровне напором называют давление насоса. И для наглядности давление насоса – это высота, на которую насос может поднять столб жидкости.
Напор имеет линейную размерность – метр.
При подборе насоса напорная характеристика является одной из ключевых, ведь при недостаточном напоре, из крана не будет течь вода, а при слишком высоком напоре может не выдержать водопроводная трасса.
Напор и подача, которые создает насос взаимно связаны. Такую взаимосвязь графически изображают в виде кривой которая называется характеристика насоса. По одной оси графика откладывают напор(в метрах) по другой оси – подачу насоса(в м 3 /ч).
У каждого насоса – своя характеристика и заданная производителем рабочая точка. Рабочая точка – точка в которой уравновешены полезная мощность насоса и мощность потребляемая водопроводной сетью. По мере изменения подачи – меняется и напор.
При уменьшении подачи напор увеличивается, а при увеличении – уменьшается. Найти оптимальную рабочую точку – это основная задача при эксплуатации насоса.
Напор скважинного и погружного насоса
Расчет требуемого напора скважинного насоса определяется по формуле:
Hвысота – перепад высот между местом, где расположен насос и наивысшей точкой системы водоснабжения;
Hпотери – гидравлические потери в трубопроводе. Гидравлические потери в трубопроводе связаны с трением жидкости о стенки труб, падением давления на поворотах и других фитингах. Такие потери определяются по экспериментальным или расчетным таблицам.
Все описанные выше параметры измеряются в метрах.
Напор дренажного и поверхностного насоса
Поверхностный насос предназначен для подачи воды из неглубоких колодцев или скважин. Так же поверхностные самовсасывающие насосы используют для подачи воды из открытых источников или баков. Такие насосы располагаются непосредственно в помещениях, а в источник с водой проводят трубопровод.
1 Вариант: источник с водой расположен выше насоса. Например, какой-то бак или водонапорный резервуар на чердаке дома. Тогда напор насоса определяется по формуле:
Hвысота бака – расстояние (высота) между баком запаса воды и насосом
2 Вариант: насос расположен выше источника воды. Например, насос расположен в доме и тянет воду из колодца или скважины. Тогда напор насоса определяется по формуле:
H = Hвысота + Hпотери + Hизлив + Hисточник, где
Hисточник – расстояние (перепад высот) между источником воды (скважина, колодец) и насосом.
Напор циркуляционного насоса для отопления
Циркуляционные насосы используются в системах отопления домов, для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя. Расчет циркуляционного насоса – очень ответственная и сложная задача, которую рекомендуется отдать специализированным учреждениям, так как для расчетов необходимо знать точные теплопотери дома.
Напор циркуляционного насоса для отопления зависит не от высоты здания, а от гидравлического сопротивления трассы.
R – потери на трение в прямом трубопроводе, Па/м. По результатам опытов сопротивление в прямом трубопроводе равно 100 – 150 Па/м.
L – общая длина трубопровода, м.
Zсумма – коэффициенты запаса для элементов трубопровода
Z = 1,3 – для фитингов и арматуры;
Z = 1,7 – для термостатических вентилей;
Z = 1,2 – для смесителей или кранов, предотвращающих циркуляцию.
p – плотность перекачиваемой среды. Для воды = 1000 кг/м3
g – ускорение свободного падения, 9,8 м/с2.
Как видите определить требуемый именно Вам напор не составит большого труда, если отнестись к этой задаче с требуемым терпением и вниманием.
Способы увеличения напора насоса
Смонтировать насос, что может быть проще? Подключаем трубу к всасывающему патрубку, другую к напорному, подаем питание и вот можно пожинать плоды работы.
Давайте рассмотрим самые частые ошибки монтажа, устранение которых способствует увеличению напора насоса
С первого взгляда монтаж не представляет из себя трудоемкий процесс, но если заглянуть глубже, то следует учесть ошибки, которые способны значительно сократить срок службы оборудования.
Наиболее распространенные ошибки монтажа:
диаметр трубопровода меньше диаметра всасывающего патрубка насоса. В этом случае увеличивается сопротивление во всасывающей магистрали, а как следствие уменьшение глубины всасывания насоса. Уменьшенный, по сравнению со всасывающим патрубком насоса, трубопровод не в состоянии пропустить тот объем жидкости на который рассчитан насос.
подключение к всасывающей ветке обычного шланга. Этот вариант не настолько критичен, при условии размещения насоса небольшой производительности в нижней точке трассы. В других случаях насос за счет разряжения во всасывающей полости, создаваемого рабочим колесом, сожмет шланг, значительно уменьшив его сечение. Подача насоса значительно уменьшится, а может и совсем прекратиться.
Если вы решили подключить шланг к высокопроизводительному насосу, воспользуйтесь советом производителей насосов – используйте только гофрированный шланг
провисание трубы на горизонтальном участки или уклон в сторону от насоса на стороне всасывающего участка. При работе центробежного насоса необходимо, чтобы рабочее колесо постоянно работало в воде, т.е. рабочая камера насоса должна быть заполнена перекачиваемой средой. При провисании трубопровода или при отрицательном уклоне труб, жидкость из рабочей камеры выключенного насоса будет стекать в самую низкую точку трассы, а рабочее колесо будет крутиться в воздухе. Таким образом не будет движение среды в трубопроводе, а значит напор упадет до 0.
большое число поворотов и изгибов в трубопроводе. Такой вариант монтажа приводит к увеличению сопротивления, а следовательно к уменьшению производительности
плохая герметичность на всасывающем участке трубопровода. Плохая герметичность приводит к подсасыванию воздуха из окружающей среды в трубопровод, снижению напора и излишнему шуму при работе насоса.
В случае определения напора насоса необходимо помнить, что 1 метр напора, который насос создает в вертикальной трассе, равен 10 метрам по горизонтали. Например, если в горизонтальной трассе насос создает напор равный 30 метрам, то максимальный напор этого же насоса в случае монтажа в вертикальную трассу составит 300 метров
Уравнение Бернулли. Определение полного напора в различных сечениях трубопровода
Уравнение Бернулли для элементарной струйки вязкой несжимаемой жидкости при установившемся движении в поле силы тяжести имеет вид
(1)
Рис. 1. Живое сечение равномерного потока
Уравнение Бернулли выражает собой закон сохранения механической энергии. Величина
(2)
В случае идеальной жидкости h1-2 =0.
Для плавно изменяющегося потока при установившемся движении вязкой несжимаемой жидкости в поле силы тяжести уравнение Бернулли имеет вид
(3)
Плоскость z = 0 бывает удобно располагать таким образом, чтобы центр одного из выбранных сечений потока лежал в этой плоскости.
Исходные данные для технологического расчета
В технологический расчет нефтепровода входит решение следующих основных вопросов:
определение экономически наивыгоднейших параметров нефтепровода: диаметра трубопровода, давления на нефтеперекачивающих станциях, толщины стенки трубопровода и числа насосных станций;
определение местонахождения станций на трассе нефтепровода;
расчет режимов эксплуатации нефтепровода.
Существуют два способа нахождения оптимальных параметров нефтепровода: а) сравнением нескольких вариантов; б) по специальным формулам, учитывающим как экономические показатели, так и физические условия перекачки. Обычно пользуются первым методом. В этом случае для нескольких значений диаметра и давления выполняют гидравлический и механический расчеты, определяющие (для каждого варианта) число нефтеперекачивающих станций и толщину стенки трубопровода. Экономическим расчетом (по сроку окупаемости или по приведенным расходам) находят вариант, имеющий наилучшие параметры.
Расположение нефтеперекачивающих станций находят графически на чертеже сжатого профиля трассы.
В расчет режимов эксплуатации входит определение давлений на станциях, подпоров перед ними и пропускной способности нефтепровода при условиях перекачки, отличающихся от расчетных; решается вопрос о регулировании работы нефтепровода.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАСЧЕТА
1. Пропускная способность нефтепровода является основной исходной величиной для расчета, она указывается в плановом задании (в млн. т/год). Для расчетов она переводится в м3/ч и м3/с при определенном (расчетном) значении плотности. При этом считается, что нефтепровод работает 350 дней в году. В основном пропускную способность определяет диаметр трубопровода и давление на станциях.
Среднемесячные температуры грунта на глубине заложения трубопровода могут быть получены у местных метеостанций или из климатологических справочников. Данные о температуре грунта служат для определения расчетных значений плотности и вязкости нефти. Обычно наинизшие температуры бывают в марте — апреле, а наивысшие в августе — сентябре.
3. Плотность и вязкость нефти определяют лабораторными анализами или задаются при определенных температурах: плотностыо при 20° С — р20, а вязкостью при 20 и 50° С — v20 и v5o.
4. Механические свойства (прочностные показатели) сталей, необходимые для расчета толщины стенки магистральных трубопроводов.
5. Технико-экономические показатели необходимы для подсчета капитальных затрат и эксплуатационных расходов при определении экономически наивыгоднейшего варианта.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
полный напор
3.13.21 полный напор: Сумма пьезометрического и скоростного напоров.
Смотри также родственные термины:
3.1.16 полный напор Hx: В любом сечении x полный напор вычисляют по формуле
(3.6)
(3.7)
3.1.17 полный напор на входе Н1: Полный напор во входном сечении насоса вычисляется по формуле
(3.8)
3.1.18 полный напор на выходе Н2: Полный напор в выходном сечении насоса вычисляется по формуле
(3.9)
3.1.19 полный напор насоса: Алгебраическая разность между полным напором на выходе Н2 и полным напором на входе Н1.
Если сжимаемость перекачиваемой жидкости значительна, то плотность r необходимо заменять на среднюю плотность, рассчитанную по формуле
(3.10)
и полный напор насоса может быть рассчитан по формуле
(3.11)
Полезное
Смотреть что такое «полный напор» в других словарях:
полный напор — Сумма пьезометрического и скоростного напоров. [СО 34.21.308 2005] Тематики гидротехника … Справочник технического переводчика
полный напор Hx — 3.1.16 полный напор Hx: В любом сечении x полный напор вычисляют по формуле (3.6) где Zx высота центра поперечного сечения над эталонной плоскостью; pх манометрическое давление, отнесенное к… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
полный напор (водного потока) — Полная удельная энергия водного потока, равная сумме напора свободной поверхности и скоростного напора водного потока. [ГОСТ Р 51657 1 2000] Тематики водоучет … Справочник технического переводчика
полный напор на входе Н1 — 3.1.17 полный напор на входе Н1: Полный напор во входном сечении насоса вычисляется по формуле (3.8) Источник: ГОСТ 6134 2007: Насосы динамические. Методы испытаний … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
полный напор на выходе Н2 — 3.1.18 полный напор на выходе Н2: Полный напор в выходном сечении насоса вычисляется по формуле (3.9) Источник: ГОСТ 6134 2007: Насосы динамические. Методы испытаний … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
полный напор насоса — 3.1.19 полный напор насоса: Алгебраическая разность между полным напором на выходе Н2 и полным напором на входе Н1. Примечание Если сжимаемость жидкости незначительна, то Н = Н2 Н1 Если сжимаемость перекачиваемой жидкости значительна, то… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Напор (гидродинамика) — Напор, в гидравлике и гидродинамике давление жидкости, выражаемое высотой столба жидкости над выбранным уровнем отсчёта. Выражается в линейных единицах. Напор Приращение полной идеальной механической энергии которую получает… … Википедия
напор ГЭС брутто — полный напор ГЭС — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы полный напор ГЭС EN gross head of a… … Справочник технического переводчика
напор насоса — Величина, определяемая зависимостью где P давление насоса, Па; … Справочник технического переводчика
Напор — (в гидравлике и гидромеханике) величина давления жидкости (или газа), выражаемая высотой столба жидкости (газа) над выбранным уровнем отсчёта; измеряется в линейных единицах (метрах). Либо же энергия, отнесенная к единице веса… … Википедия