ВВЕДЕНИЕ

Насосы в насосных станциях и крупных установках часто работают совместно, то есть несколько насосов подают жидкость в одну систему. Необходимость в установке нескольких рабочих насосов может возник­нуть в следующих случаях :

1. один насос не может обеспечить необходимую производитель­ность;

1. одним насосом нельзя обеспечить заданное давление;

2. производительность или давление в сети изменяются в широком диапазоне;

3. требуется гарантия надежности эксплуатации насоса путем созда­ния определенного резерва.

Насосы могут быть включены в систему параллельно (лабораторная работа № 5) или последовательно (лабораторная работа № 6).

1. Лабораторная работа № . Исследование работы параллельно включенньек центробежных насосов

1.1. Общие сведения.

Параллельной работой насосов называется одновременная подача перекачиваемой жидкости несколькими насосами в общий напорный коллектор.

Необходимость в параллельной работе нескольких насосов возникает в следующих случаях:

• невозможно обеспечить требуемый расход воды подачей одного насоса;

• производительность наиболее подходящего насоса чрезмерно велика;

• КПД при регулировании байпасированием оказывается очень низким.

При параллельной работе насосов в сеть возможны следующие варианты компоновки системы «насосы - сеть»:

1) в системе работает несколько насосов с одинаковыми характеристиками;

2) в системе работает несколько насосов с разными характеристиками;

3. насосы подключены к общему трубопроводу на близком расстоянии друг от друга, то есть потери напора от насоса до напорного водовода считаются равными для всех установленных насосов;

4. насосы находятся на достаточно большом расстоянии друг от друга, поэтому необходимо учитывать разности потерь напора от насосов до их присоединения к общему напорному трубопроводу.

1.2. Параллельная работа центробежных насосов с одинаковыми характеристиками

Рассмотрим характеристику Н =f(Q₁) двух одинаковых насосов (рис. 1).

Р ис. 1. Характеристики параллельной работы двух одинаковых центробежных насосов на одну систему.

Для того чтобы построить суммарную характеристику параллельной работы этих двух насосов, имеющих одинаковую характеристику B-D, необходимо удвоить абсциссы кривой B-D одного насоса при одинаковых ординатах (напорах). Например, для нахождения точки в суммарной характеристике Н = f (Qi+ii) необходимо удвоить отрезок аб таким образом, чтобы отрезок ав = 2аб при данном напоре Н_i. Так же находят и другие точки суммарной характеристики при других значениях напоров.

Общая подача при параллельной работе двух насосов на сеть Р-Е характеризуется абсциссой точки А и равна Qi+ii. Напор соответствует ординате точки А, равной H₁₊₁₁. Чтобы установить, в каком режиме работает каждый из насосов, необходимо провести из точки А линию, параллельную оси абсцисс. Абсцисса, соответствующая точке пересечения этой линии с кривой B-D насоса (точка 1), определит расход Q₁ ордината - напор H₁ каждого из параллельно работающих насосов. Следовательно, напор H₁+₁₁, развиваемый двумя насосами при их параллельной работе, равен напору H₁, развиваемому каждым насосом, а подача каждого насоса M_l равна половине суммарной производительности двух насосов МА.

Параметры совместной работы насосов зависят от характеристики сети. Рабочая точка в этом случае будет находиться на пересечении суммарной характеристики насосов с характеристикой данной системы. Характеристика сети выражает зависимость между расходом жидкости и напором, необходимым для перемещения жидкости по данной сети. Характеристика сети описывается уравнением параболы, так как потери напора пропорциональны квадрату расхода жидкости.

ΔP =sQ²(1)

где ΔР - гидравлическое сопротивление или потеря давления в сети, кгс/см² (МПа);

s - характеристика сопротивления сети, определяющая потери давления на единицу расхода перекачиваемой среды, определяется геометрическими параметрами сети (постоянная для данной сети).

Для определения режима работы насоса следует на одном и том же графике в одинаковых масштабах нанести характеристику насоса и сети.

Совместная работа одного насоса на систему с характеристикой Р-Е характеризуется напором и подачей в точке 2. Как видно из рис. 1, его подача Q₂ больше, чем в случае параллельной работы со вторым насосом Q₁.

Таким образом, суммарная подача насосов, работающих параллельно в общей системе, меньше, чем сумма подачи этих же насосов при их раздельной работе. Это происходит из-за того, что при увеличении общего расхода жидкости, подаваемой в систему, возрастают потери напора, а следовательно, и напор, необходимый для подачи данного расхода.

КПД насоса характеризуется кривой η= f(Q) (рис. 1). На этой кривой коэффициент полезного действия каждого из параллельно работающих насосов характеризуется точкой 3, которая определяется пересечением этой кривой с перпендикуляром, опущенным из точки 1. КПД каждого из насосов при раздельной работе на сеть характеризуется точкой 4, полученной проекцией точки 2 на кривую η= f(Q).

Мощность каждого из насосов характеризуется кривой N =f(Q) (рис. 1). Мощность каждого из параллельно работающих насосов определяется точкой 5 на кривой N = f (Q), как проекцией точки 1 на данную кривую. Мощность отдельно работающего насоса характеризуется мощностью в точке 6, которая получается при пересечении кривой N =f(Q) с перпендикуляром, опущенным из точки 2.

При построении суммарной характеристики трех параллельно работающих насосов необходимо утроить абсциссы характеристик каждого насоса. Режим работы трех и более насосов при их параллельном включении определяется так же, как и в случае параллельной работы двух насосов. При увеличении числа параллельно работающих насосов или при увеличении сопротивления системы, например, при выключении одного из участков параллельно работающих водоводов при аварии, подача каждого насоса в отдельности уменьшается.

Параллельная работа одинаковых насосов в одну систему более эффективна при пологих характеристиках системы и крутых характеристиках насосов. При крутой характеристике системы параллельная работа может оказаться неэффективной, так как при подключении к одному насосу второго или третьего насоса подача возрастет незначительно.