Гидромеханизация

Мощность грунтового насоса

Давление, мощность на валу и мощность двигателя грунтового насоса (землесоса) при работе на гидросмеси.

Физический смысл

Насос сообщает потоку энергию: полезная мощность равна произведению веса перекачиваемой за секунду гидросмеси на напор. Из-за потерь в самом насосе мощность на валу больше полезной, а двигатель выбирают с запасом и с учётом потерь в передаче.

Формулы

p=ρг⋅g⋅Hp = \rho_{\text{г}} \cdot g \cdot H
N=ρг⋅g⋅Q⋅H1000⋅ηN = \dfrac{\rho_{\text{г}} \cdot g \cdot Q \cdot H}{1000 \cdot \eta}
Nдв=kз⋅NηпN_{\text{дв}} = \dfrac{k_{\text{з}} \cdot N}{\eta_{\text{п}}}

Исходные данные

ВеличинаЕд.По умолчанию
Подача, Q Подача насоса по гидросмеси в рабочей точке. Обычно: по характеристике насоса м³/ч 2000
Напор, H Напор насоса в метрах столба перекачиваемой гидросмеси. Требуемый напор в м вод. ст. пересчитывается так: H = Hв·ρв/ρг. Обычно: по характеристике насоса м 63
Плотность гидросмеси, ρг Плотность перекачиваемой гидросмеси (для воды — 1,0). Обычно: 1,0–1,35 т/м³ т/м³ 1,15
КПД насоса, η КПД насоса в рабочей точке. На гидросмеси он ниже паспортного (по воде). Обычно: 0,55–0,75 доля 0,65
КПД передачи, ηп КПД передачи от двигателя к насосу. Обычно: муфта 1,0; клиноремённая 0,95; редуктор 0,94–0,97 доля 1
Коэффициент запаса мощности, kз Запас мощности двигателя на перегрузки. Обычно: 1,1–1,2 1,1

Результаты

ВеличинаЕд.В примере
Давление насоса, p p = ρг·g·H. МПа 0,7107
Напор в метрах водяного столба, Hв Hв = H·ρг/ρв при ρв = 1 т/м³. м вод. ст. 72,45
Мощность на валу, N N = ρг·g·Q·H/(1000·η). кВт 607,465
Мощность двигателя, Nдв Nдв = kз·N/ηп. Двигатель выбирают ближайший больший по каталогу. кВт 668,212
Пример расчёта со значениями по умолчанию — 3 шага
p=1150⋅9,81⋅63=0,7107 МПаp = 1150 \cdot 9{,}81 \cdot 63 = 0{,}7107\ \text{МПа}

Давление насоса: 0,7107 МПа (72,45 м вод. ст.)

N=1150⋅9,81⋅0,5556⋅631000⋅0,65=607,465 кВтN = \dfrac{1150 \cdot 9{,}81 \cdot 0{,}5556 \cdot 63}{1000 \cdot 0{,}65} = 607{,}465\ \text{кВт}

Мощность на валу: 607,465 кВт (ρг = 1150 кг/м³, Q = 0,5556 м³/с)

Nдв=1,1⋅607,4651=668,212 кВтN_{\text{дв}} = \dfrac{1{,}1 \cdot 607{,}465}{1} = 668{,}212\ \text{кВт}

Мощность двигателя: 668,212 кВт

Допущения

  • Напор задан в метрах столба перекачиваемой гидросмеси.
  • g = 9,81 м/с²; ρв = 1 т/м³.

Источники

  • Нурок Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ: учебник для вузов. — 3-е изд. — М.: Недра, 1985. — 471 с. — Гидромониторная разработка, землесосы, гидротранспорт, гидроотвалы; удельные расходы воды по группам грунтов.
  • Ялтанец И.М. Проектирование открытых гидромеханизированных и дражных разработок месторождений: учеб. пособие для вузов. — 3-е изд. — М.: Изд-во МГГУ, 2003. — 758 с. — Гидромониторный размыв, гидротранспорт (формулы Кнороза, ВНИИГ, Смолдырева), земснаряды, производительность драг.
  • Ялтанец И.М., Леванов Н.И. Справочник по гидромеханизации. — 2-е изд. — М.: Мир горной книги, 2008. — 672 с. — Характеристики гидромониторов, грунтовых насосов, земснарядов.
Esc — закрыть