17.6. Паралельне зєднання відцентрових насосів
При паралельному з’єднанні загальну характеристику насосів отримують складанням абсцис характеристик кожного з насосів для даного напору.
На рис. 39 показана характеристика двох однакових насосів, що працюють паралельно. Суміщення характеристики сіті із загальною характеристикою насосів показує, що робоча точка В у цьому випадку відповідає продуктивності Q2 більшій, ніж продуктивність одного насоса Q1 (точка А). Але загальна продуктивність завжди буде меншою за суму продуктивностей насосів, що працюють окремо один від одного, що пов’язано з параболічною формою характеристики сіті. Чим крутіша ця характеристика, тим меншим є приріст продуктивності. Тому паралельне включення насосів застосовують для збільшення продуктивності, коли характеристика сіті є достатньо пологою. Збільшення напору при цьому є незначним.
17.7. Послідовне зєднання відцентрових насосів
При послідовному з’єднанні насосів загальну характеристику отримують складанням напорів насосів для кожного значення продуктивності. На рис. 40 наведена загальна характеристика двох однакових насосів, з’єднаних паралельно. Точка перетину цієї характеристики з характеристикою сіті (робоча точка В) відповідає сумарному напору та продуктивності (Н2 та Q2) послідовно з’єднаних насосів, що працюють на дану сіть. При такому з’єднанні насосів вдається збільшити напір, якщо характеристика сіті є достатньо крутою.
17.8. Нестійка робота насосної установки (помпаж)
В деяких випадках робота насоса є нестійкою: подача різко змінюється від найбільшого значення до нуля, напір коливається в значних межах, спостерігаються гідравлічні удари, шум та трясіння всієї машини та трубопроводів. Це явище називається помпажем. Помпаж виникає у насосах, що мають криву напорів Н=f(Q) із западаючою лівою частиною (рис.), тобто криву напорів, що має максимум при Q>0. Таку характеристику зазвичай мають тихохідні насоси.
Розглянемо нестійку роботу насоса за схемою, наведеною на рис. 41. Насос 1 подає рідину по трубопроводу 3 до резервуару 5, звідки вона надходить по трубі 4 до споживача. Нехай в початковий момент часу резервуар заповнений рідиною до рівня а. При цьому насос працює в режимі, що визначається точкою А. Якщо витрата рідини, що відводиться до споживача, є меншою за подачу насоса QА, тоді рівень рідини в резервуарі підвищується, характеристика установки зміщується уверх і подача насоса відповідно до кривої напорів Н=f(Q) зменшується до тих пір, доки робоча точка не займе положення М. Якщо при цьому подача насоса перевищує витрату, яка скидається з резервуару 5 по трубі 4, тоді рівень в резервуарі підвищиться ще більше й характеристика установки пройде вище характеристики насоса. При цьому необхідний напір стане більшим за напір насоса, в результаті чого відбудеться зрив подачі. Піл дією зворотного току рідини зворотний клапан 2 закриється. Насос буде працювати при подачі Q=0 та напорі Н0. За відсутністю притоку рідини до резервуару 5 рівень рідини в ньому буде знижуватися (рідина продовжує витікати з резервуару 5 по трубі 4). Після того, як рівень знизиться до висоти, що відповідає напору Н0, насос знову почне працювати. Подача різко зросте до QВ, що відповідає робочій точці В. Рівень у резервуарі знову почне поступово підніматися і явище повториться.
Зрив подачі насоса та перехід його на холостий режим роботи можуть відбутися й при незмінній характеристиці установки (рівень в резервуарі 5 є незмінним), якщо характеристика установки перетинає характеристику насоса у двох точках ( точки C та D характеристики). Це може виникнути при знижені частоти обертання (наприклад, через тимчасове падіння напруги електроліті, що споживає двигун). При цьому характеристика насоса знизиться й відбудеться зрив подачі до нуля. При наступному підвищенні частоти обертання насос буде продовжувати працювати при холостому режимі (Q=0) , тому що напір, що створюється ним при Q=0, є меншим за статичний напір установки. За тієї ж причини помпаж може виникнути при паралельній роботі насосів, якщо напір при нульовій подачі одного з насосів менший за напір іншого насоса при його одиничній роботі на сіть. У цьому випадку тимчасове зниження частоти обертання насосів може призвести до зриву подачі першого насоса до нуля.
Покажемо, що насос не може працювати в режимах розташованих лівіше за точку М дотику характеристики насоса та насосної установки (рис. 41). Нехай режим роботи насоса відхилиться від режиму, що характеризується точкою D, у бік великих подач (точка Е). При цьому необхідний напір НЕнеобх є меншим за напір НЕ, що передається рідині насосом (НЕнеобх<НЕ). В рідині є надлишок енергії, який йде на приріст її кінетичної енергії. При цьому швидкість рідини збільшується до тих пір, поки витрата не сягне значення, що відповідає режимній точці С. При відхиленні режиму насоса від режиму, що характеризується точкою D, у бік менших подач необхідний напір є більшим за напір насоса. Нестача енергії в рідині призведе до її сповільнюванню, і, відповідно, до падіння подачі до нуля. Таким чином, при відхиленні режиму роботи насоса від рівноважного режиму (точка D) він не повертається у початкове положення. Отож, режими роботи насоса, що розташовані ліворуч від точки М, є нестійкими. Таким же чином можна показати, що режими, розташовані праворуч від точки М, є стійкими й насос в них може працювати. Режими, розташовані між точками М та В, небезпечні у зв’язку з можливістю виникнення помпажу, тому що при цих режимах характеристика установки перетинає характеристику насоса в двох точках, тому межею стійких режимів є точка В, а не точка М.