Отсюда потребляемая мощность на валу насоса равна

. (3.5)

По этой мощности подбирается двигатель с учетом коэффициента запаса на создание так называемого пускового момента. Найденные по формулам (3.2), (3.3) и (3.5) мощности выражаются в ваттах.

Все типы насосов, несмотря на многообразие конструктивных форм, по принципу действия, т. е. по способу передачи жидкости механической энергии, делятся на две группы: динамические (лопастные) иобъемные (насосы вытеснения). К первым относятся центробежные, диагональные, осевые, вихревые насосы; ко вторым – поршневые и роторные насосы.

Одним из наиболее распространенных типов насосов являются центробежные насосы. К их достоинствам относятся: компактность и простота конструкций, простота пуска и регулирования, плавная работа, надежность, долговечность в работе и возможность применения для перекачки любых жидкостей. Среди недостатков следует указать низкий кпд малых насосов и необходимость заполнения жидкостью корпуса насоса перед пуском.

Основными элементами, общими для всех центробежных насосов, являются всасывающий патрубок, рабочее колесо с лопатками и напорный патрубок. В большинстве случаев всасывающий патрубок конструируется в виде конического или коноидального насадка. Рабочее колесо состоит из двух дисков, между которыми расположены криволинейные лопатки, загнутые в сторону, противоположную направлению вращения. Отвод предназначается для сбора жидкости с лопаток рабочего колеса перед выходом ее в напорный трубопровод. Для этого корпус большинства насосов выполняется в форме улитки.

Работа лопастных насосов основана на силовом взаимодействии лопастей с обтекающим их потоком. При вращении рабочего колеса в потоке жидкости возникает разность давлений по обе стороны каждой лопатки (подъемная сила). Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая ее давление и скоростной напор, т. е. механическую энергию.

Приращение энергии потока жидкости в лопастном колесе (напор насоса) зависит от сочетания скоростей протекания потока, частоты вращения колеса, его размеров, формы лопаток, т. е. от сочетания конструкции, размеров, частоты вращения и подачи насосов. Таким образом, главная особенность и отличие лопастных насосов от объемных состоит в том, что напор и подача у этих насосов взаимосвязаны, а подача непрерывна.

Созданная еще в середине XVIII в. Л. Эйлером приближенная струйная теория лопастных машин до настоящего времени является основой для их расчета. Сложность гидродинамических явлений, которые возникают при протекании жидкости в рабочих органов насоса, привела к теоретической модели идеального рабочего колеса с бесконечным числом бесконечно тонких лопастей. На основе струйной теории Л. Эйлером получено основное уравнение лопастных насосов, дающее зависимость теоретического напора от треугольников скоростей на выходе и входе рабочего колеса. С целью удовлетворительного согласования теории с данными опыта в формулу полезного (действительного) напора вводятся поправки на конечное число лопаток и на гидравлические потери (потери на преодоление гидравлического сопротивления подвода, рабочего колеса и отвода).

Различают теоретические и действительные характеристики лопастных насосов. Теоретические характеристики получаются в результате анализа основного уравнения лопастных насосов. Из-за сложности протекания жидкости через рабочие органы насоса точную взаимосвязь основных параметров работы насоса удается получить только экспериментально.
В результате испытаний насосов получают их действительные характеристики – кривые зависимости напора, подачи, затраченной мощности, кпд и частоты вращения насоса. Характеристики насоса дают достаточно полное представление об эксплуатационных качествах насосов и позволяют решать вопросы, связанные с их эксплуатацией и проектированием.

К рабочим характеристикам центробежного насоса относятся графики зависимости напора, потребляемой мощности и кпд от подачи насоса при постоянном числе оборотов рабочего колеса:

; ; . (3.6)

К кавитационным характеристикам относят зависимости вида:

; ; N = j ; . (3.7)

где – вакуумметрическая высота всасывания, равная

; (3.8)

где – показание вакуумметра; – скорость жидкости во всасывающем трубопроводе.

Подбор насосов должен производиться на основе тщательного анализа их работы. При этом необходимо, чтобы подобранный насос по своей характеристике соответствовал результатам гидравлического расчета трубопровода.

Характеристикой трубопровода называется графическая зависимость потерь напора (давления) в трубопроводе от расхода. При турбулентном режиме движения жидкости она выражается уравнением

, (3.9)

где – геометрическая высота подъема жидкости; – суммарные потери напора.