Основные параметры работы насосов
Насосная установка (рис. 19) состоит из собственно насоса 3; резервуара 5, из которого насос всасывает жидкость при помощи всасывающего трубопровода 4; напорного резервуара 2, в который подается жидкость с помощью нагнетательного трубопровода 1.
Чтобы судить о работе насосной установки, ее техническом совершенствовании, степени экономичности и рациональных методах эксплуатации, необходимо рассмотреть основные параметры работы насоса: его подачу или расход Q,манометрический напор 
, расход мощности N и коэффициент полезного действия насоса 
.
Расходом или подачей насоса Qназывают объемное количество жидкости, подаваемое насосом в единицу времени в нагнетательный трубопровод. Следовательно, под расходом понимают то количество жидкости, которое получает потребитель. В действительности, через рабочие органы насоса, его проточную часть проходит большее количество жидкости 
, которое учитывает объемные потери жидкости, например, через сальниковое или другое уплотнения.
Манометрическим называют напор, создаваемый насосом для преодоления геометрической высоты всасывания 
и высоты нагнетания 
, для преодоления разности давлений на концах трубопровода 
,т. е. разности между внешним давлением над поверхностью жидкости в нагнетательном резервуаре 
и внешним давлением на поверхности жидкости во всасывающем резервуаре 
. Кроме того, манометрический напор затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений трубопроводов насосной установки на всасывающей линии 
и нагнетательной линии 
. Поэтому манометрический напор, создаваемый насосом, можно выразить так
Одним из основных параметров работы насоса является расход мощности N, т. е. количество затрачиваемой насосом энергии для подъема, перемещения и нагнетания жидкости в единицу времени.
Различают теоретическую мощность 
, т. е. такую, которую необходимо было бы затратить для подачи жидкости, преодолевая необходимый манометрический напор при полном отсутствии потерь энергии в самом насосе.
Очевидно, теоретическая мощность (кВт) определяется величиной
В действительности, полная мощность, затрачиваемая двигателем, т. е. мощность на валу насоса или эффективная мощность N больше теоретической 
,вычисленной по формуле. Поэтому отношение 
всегда меньше единицы. Это отношение показывает, какая часть из всей использованной насосом энергии затрачивается полезно. Вследствие этого указанное отношение принято называть общим коэффициентом полезного действия насоса и обозначать
откуда следует, что
Общий коэффициент полезного действия насоса 
можно рассматривать также как отношение полезной (теоретической) работы Е, выполняемой насосом, к полной (эффективной) работе насоса Ее , которая включает все потери энергии внутри насоса вне зависимости от природы и источников этих потерь:
Эффективная мощность, N потребляемая насосом, больше теоретической мощности вследствие затрат некоторого количества энергии на преодоление гидравлических сопротивлений 
в самом насосе. Кроме того, некоторая дополнительная мощность затрачивается насосом на перемещение части жидкости, проходящей через проточную часть насоса, но не попадающей в нагнетательный трубопровод. Иными словами, через рабочие органы насоса проходит количество жидкости большее, чем действительная подача насоса Q, вследствие различных утечек 
.
Наконец, работа насоса связана с затратой энергии на внешнее механическое трение рабочих органов насоса о перекачиваемую жидкость и трение в подшипниках и других механизмах насоса.
Однако, как видно из формул общий коэффициент полезного действия 
дает представление лишь о суммарном влиянии всех указанных причин на увеличение расхода мощности насосом. Он показывает общую степень совершенства конструкции насоса, но не дает возможности разобраться в причинах недостатков, если они имеются, и принять меры к их устранению. Поэтому для характеристики потерь, обусловленных различными процессами, происходящими в насосах, в теории гидравлических машин принято различать: гидравлический, объемный, индикаторный и механический коэффициенты полезного действия.
Известно, что потери энергии на преодоление гидравлических сопротивлений внутри насоса будут зависеть от таких факторов: длины пути, которую проходит жидкость в проточной части насоса, плавности траектории движения, шероховатости омываемых стенок, различных местных сопротивлений, создаваемых элементами конструкции, а также от вязкости и скорости движения жидкости. В связи с гидравлическими потерями увеличивается работа, которую выполняет насос за счет энергии двигателя.
Поэтому напор, потерянный на преодоление гидравлических сопротивлений внутри насоса ,добавляется к манометрическому напору и расход мощности на насос соответственно увеличивается в отношение 
. Величина, обратная этому отношению:
называется гидравлическим КПД, так как показывает степень гидравлического совершенства конструкции.
Гидравлический КПД представляет собой отношение полезной работы, выполняемой насосом 
, к работе насоса с учетом гидравлических потерь в нем 
,т. е. равен величине:
Следует отметить, что в соответствии с перечисленными причинами возникновения гидравлических потерь 
внутри насоса, гидравлический КПД 
определяется, главным образом, совершенством конструкции и качеством изготовления насоса заводом. Для конструктивно совершенных и хорошо изготовленных насосов при перекачке воды может достигать значений, равных 0,8—0,96.
Было указано, что подача насоса Q, т. е. объемное количество жидкости, подаваемое насосом в нагнетательный трубопровод, меньше количества жидкости , которое проходит через проточную часть насоса, т. е. того количества жидкости, которое подвергается действию рабочих органов насоса и на которое затрачивается работа.
Чтобы оценить часть непроизводительно затрачиваемой по этой причине работы, определяют отношение 
и называют его объемным коэффициентом полезного действия насоса:
Объемный КПД 
изменяется в широких пределах в зависимости от величины зазоров между деталями, отделяющими область нагнетания насоса от области всасывания, а также от различных неплотностей, через которые жидкость протекает, не достигнув нагнетательного трубопровода (например, утечки через сальники насоса и другие уплотнительные приспособления).
Объемный КПД в значительной степени зависит от свойств перекачиваемой жидкости: вязкости, загрязненности и др. В нормальных условиях объемный КПД достигает значений, равных 0,85—0,98.
Рассматривая всю затрату энергии на работу внутри насоса следует, очевидно, учитывать полное количество жидкости , проходящее через рабочие органы насоса и напор насоса с учетом гидравлических потерь в нем. В таком случае внутренняя или индикаторная работа насоса определится так:
Индикаторная работа, конечно, больше теоретической 
. Отношение
называют индикаторным коэффициентом полезного действия насоса.
Выразим его в таком виде:
Отсюда видно, что индикаторный КПД равен произведению объемного и гидравлического КПД:
Если сравнить работу, выполняемую внутри насоса, т. е. индикаторную работу 
, с полной или эффективной работой 
, то последняя больше индикаторной на величину, равную механическим потерям. В эти потери входят затраты энергии на преодоление трения в подшипниках, поверхностях уплотнений, а также на внешнее трение дисков рабочих колес о жидкость в центробежных насосах.
Отношение индикаторной работы 
к полной работе 
на валу насоса, которое характеризует собой влияние механических потерь, называют механическим коэффициентом полезного действия насоса:
Механический КПД хорошо сконструированных насосов при тщательном их обслуживании бывает довольно высоким (0,85— 0,98).
Как видно из формулы эффективная работа
Подставив это значение в формулу , получим:
Учитывая, что ,получим выражение 
. Поэтому с учетом формулы можно определить общий КПД насосов как произведение объемного, гидравлического и механического коэффициентов полезного действия:
В заключение отметим, что каждый из приведенных коэффициентов имеет соответствующее применение в практике. Так, например, общий КПД применяется при определении расхода мощности на насос по его подаче и напору. При расчете подачи насосов применяют объемный КПД:
При расчете напора, создаваемого насосом, применяют гидравлический КПД. Так, зная теоретический напор, создаваемый насосом, можно определить действительный напор
Механический КПД применяется при определении расхода мощности на насос по индикаторным диаграммам.