Пример расчета мощности двигателя центробежного водяного насоса

Пример. Необходимо рассчитать мощность двигателя для электропривода центробежного водяного (ρ = 1000 кг/м³) насоса, работающего в продолжительном режиме S1 с неизменной нагрузкой.
Привод нерегулируемый, высота подачи воды H-30 м, часовая подача насоса 36 м³ или Q = 36/3600 = 0,01 м³/с.
Потеря напора в магистрали составляет ΔH = 9,5 м.
Требуемая частота вращения вала двигателя
n₂ = 950 ± 20 об/мин.
КПД насоса η₁ = 0,81.
Сочленение вала двигателя с рабочим колесом насоса непосредственное (η₂ = 1).
Условия эксплуатации: климат умеренный, категория размещения 3.
Питающая сеть — трехфазный переменный ток частотой 50 Гц, напряжением 380 В.
Исполнение двигателя по способу монтажа: положение горизонтальное, крепление фланцевое со стороны выступающего конца вала.
Требуется выбрать двигатель.

Решение.

1. Запишем формулу для определения расчетной мощности привода центробежного насоса:
$P_p={9,81*10^{-3}*{rho}*Q*(H+{Delta}H)}/{{eta}_1*{eta}_2}$ ,
где
ρ — плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;
Q — подача (производительность) насоса, м³/с;
H_c — суммарный напор жидкости, т.е. наибольшая высота, на которую может подняться жидкость над точкой выхода из насоса, м;
ΔH — потеря напора в магистрали, зависящая от сечения труб, их качества, протяженности, кривизны, м;
η₁ — КПД насоса;
η₂ — КПД механической передачи вращательного движения от двигателя на механизм.

Тогда
$P_p={9,81*10^{-3}*1000*0,01*(30+9,5)}/{0,81*1}=4,78$ кВт.

2. По каталогу на асинхронные двигатели (определение термина «асинхронный двигатель») серии АИР (основное исполнение) выбираем двигатель АИР132S6 номинальной мощностью P_ном = 5,5 кВт; s_ном = 4,0; η_ном = 85 %; cos{varphi} = 0,8; λ_м = 2,2; λ_п = 2,0; λ_i = 7; исполнение по способу защиты IP54, исполнение по способу монтажа IМ3001 (электродвигатель без лап с фланцем доступным с обратной стороны с любым пространственным расположением 1 выходного конца вала).

Определяем скольжение двигателя при фактической (расчетной) нагрузке Р_p = 4,78 кВт:
$s_p={s_{HOM}}*{{P_p}/{P_{HOM}}}=0,04*{{4,78}/{5,5}}=0,035$ .

Тогда, частота вращения двигателя при расчетной нагрузке:
$n_p=n_{HOM}*{(1-s_p)}=1000*(1-0,035)=965$ об/мин.

Это соответствует заданному диапазону частоты вращения насоса:
n_2=930-970 об/мин.

Расчет мощности двигателя насоса также рассмотрен здесь.

Поделитесь с друзьями: