18.8 : Применение уравнения энергии

Применение уравнения энергии к центробежным насосам - фундаментальный принцип в гидродинамике и машиностроении. В этом сценарии уравнение энергии используется для расчета расхода центробежного насоса, отвечающего за перемещение воды между двумя резервуарами на разных высотах. Насос использует входную энергию 7500 джоулей в секунду, а разница по вертикали между нижним и верхним резервуарами составляет 10 метров. Кроме того, потеря напора из-за трения и других взаимодействий составляет 5 метров. Эти параметры необходимы для нахождения расхода с помощью уравнения энергии.

Поскольку оба резервуара открыты для атмосферы, давление как на входе, так и на выходе насоса равно атмосферному давлению. Это позволяет исключить члены давления в уравнении энергии. Кроме того, поскольку скорости на входе и выходе пренебрежимо малы, члены скорости в уравнении также исключаются. Уравнение энергии для этого конкретного случая зависит только от гравитационного напора и напора насоса.

Напор, создаваемый насосом, определяется путем деления чистой мощности на валу на произведение расхода и удельного веса воды. Подставляя этот напор в уравнение энергии и решая для расхода насоса, можно определить значение расхода.