
- •Федеральное агентство железнодорожного транспорта
- •«Петербургский государственный университет путей сообщения»
- •Насосы, насосные и воздуходувные станции (Конспект лекций) Санкт-Петербург
- •Предисловие
- •Часть I. Насосы и машины для подачи и сжатия воздуха
- •1.1. Назначение насосных и воздуходувных станций в системах
- •1.2. Устройство насосной установки
- •1.3. Классификация насосов. Основные требования к их
- •1.4. Устройство и принцип действия центробежного насоса.
- •1.5. Способы заливки центробежных насосов перед пуском
- •1.6. Основные энергетические параметры насосной установки:
- •1.7. Высота всасывания насоса
- •1.8. Кавитация в насосах. Допустимое значение высоты
- •1.9. Характеристика центробежного насоса
- •1.10. Характеристика системы трубопроводов
- •1.11. Совместная работа насоса и трубопровода. Рабочий режим
- •1.12. Изменения характеристики центробежного насоса при
- •1.13. Перерасчет характеристики насоса с одной частоты вращения рабочего колеса на другую на заданные параметры
- •1.14. Перерасчет характеристики насоса с одного диаметра
- •1.15. Регулирование подачи насоса задвижкой на напорной линии
- •1.16. Регулирование подачи насоса перепуском расхода из
- •1.17. Параллельная работа одинаковых центробежных насосов
- •1.18. Параллельная работа центробежных насосов с разными
- •1.19. Параллельная работа центробежных насосов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга
- •1.20. Последовательная работа центробежных насосов
- •1.21. Последовательная работа центробежных насосов, располо-
- •1.22. Кинематика движения жидкости в рабочих органах насоса.
- •1.23. Основное уравнение центробежного насоса. Теоретический
- •1.24. Влияние формы лопаток рабочего колеса насоса на значение теоретического напора
- •1.25. Уравнение теоретической подачи центробежного насоса
- •1.26. Теоретическая характеристика центробежного насоса
- •1.27. Признаки геометрического, кинематического и
- •1.28. Законы подобия насосов
- •1.29. Коэффициент быстроходности для лопастных насосов
- •1.30. Классификация лопастных насосов по коэффициенту
- •1.31. Осевые и диагональные насосы
- •1.32. Вихревые и центробежно-вихревые насосы
- •1.33. Водокольцевые вакуум-насосы
- •1.34. Струйные насосы
- •1.35. Воздушные водоподъемники (эрлифты)
- •1.36. Объемные насосы: поршневые, плунжерные, диафрагменные, насосы-дозаторы
- •1.37. Объемные насосы: винтовые, шестеренные, шиберные,
- •1.38. Вибрационные насосы
- •1.39. Шнековые насосы
- •1.40. Воздуходувные и компрессорные машины: воздуходувки,
- •Контрольные вопросы к части 1 «Насосы и машины для подачи и сжатия воздуха»
- •Часть 2. Насосные и воздуходувные станции
- •2.1. Насосные станции в системах водоснабжения, их назначение и
- •2.2. Схема системы водоснабжения с насосными станциями
- •2.3. Общие рекомендации по проектированию водопроводных
- •2.4. Водопроводные насосные станции первого подъема (внс I) при
- •2.5. Водопроводные насосные станции первого подъема (внс I)
- •2.6. Разновидности водопроводных насосных станций второго
- •2.7. Режим работы внс II
- •2.8. Расчет внс II, подающей воду в водонапорную башню
- •2.9. Высотная схема системы водоснабжения с внс II, подающей воду
- •2.10. Расчет внс II, подающей воду в сеть с контррезервуаром
- •2.11. Высотная схема системы водоснабжения с внс II, подающей воду в сеть с контррезервуаром
- •2.12. Особенности расчета внс II, подающей воду в водопроводную сеть без напорно-регулирующих емкостей
- •2.13. Подбор насосов и анализ их работы в системе водоснабжения
- •2.14. Определение количества резервных агрегатов для водопроводных насосных станций
- •2.15. Требования к устройству и размещению насосных агрегатов
- •2.16. Особенности монтажа всасывающих и напорных трубопроводов
- •2.17. Определение отметки оси насоса и допустимой высоты всасывания.
- •2.18. Оборудование для залива насосов, технического водоснабжения,
- •2.19. Подъемно-транспортное оборудование насосных станций
- •2.20. Проектирование здания насосной станции
- •Схемы и классификация насосных станций систем водоотведения
- •2.22. Насосные станции водоотведения с погружными насосами
- •2.23. Режим работы и категория надежности действия насосных станций водоотведения
- •2.24. Расчет производительности насосной станции водоотведения и
- •2.25. Определение диаметров и устройство всасывающих и
- •2.26. Расчетный напор насосов станции водоотведения
- •2.27. Выбор основных насосов станции водоотведения. Построение
- •- Для аварийного режима работы
- •2.28. Определение количества резервных агрегатов для насосной
- •Резерв насосного оборудования насосных станций водоотведения
- •2.29. Составление высотной и плановой схем насосной станции
- •2.30. Перекачка сырого и сброженного осадков, активного и
- •2.31. Электродвигатели для насосов и их подбор
- •2.32. Электроснабжение насосных станций
- •2.33. Основные понятия об автоматизации работы насосных станций
- •Основные положения по эксплуатации насосной станции
- •2.35. Назначение и состав основного оборудования воздуходувных
- •2.36. Определение необходимого количества воздуха и
- •2.37. Режим совместной работы воздухонагнетателей и воздуховодов
- •2.38. Схемы компоновки внутристанционных воздухопроводов и
- •2.39. Требования к забору и очистке воздуха. Фильтры
- •Контрольные вопросы по курсу «Насосные и воздуходувные станции»
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Насосы, насосные и воздуходувные станции
- •190031, СПб., Московский пр., 9
- •190031, СПб., Московский пр., 9
1.9. Характеристика центробежного насоса
Характеристикой
центробежного насоса называют график,
выражающий зависимость напора
,
м, потребляемой мощности
,
кВт,
коэффи-циента полезного действия
и допустимой вакуумметрической высоты
всасывания
(или допустимого кавитационного запаса
),
м, от подачи
при постоянной частоте вращения
и определенной форме и размерах проточной
части рабочего колеса.
Для центробежных насосов различают теоретические и эксперимен-тальные характеристики.
Т е о р е т и ч е с к и е х а р а к т е р и с т и к и определяют, пользуясь основными уравнениями центробежного насоса, в которые вводят поправки на реальные условия работы насоса. В реальных условиях на работу насоса влияет много различных факторов, которые не всегда возможно учесть, поэтому такие характеристики имеют некоторые неточности и ими практически не пользуются.
Э к с п е р и м е н т а л ь н ы е х а р а к т е р и с т к и строят по результатам испытаний насосов на заводских стендах, они отражают истинные зависимости между параметрами насоса.
На
рис. 1.7 приведена характеристика насоса
Д1600 – 90 при частоте вращения рабочего
колеса
= 1450 мин-1.
На характеристике сплошными линиями
нанесены зависимости, отнесенные к
нормальному (максималь-ному) диаметру
колеса, пунктирными – к обточенному.
Волнистыми линиями на кривых
указаны границы рекомендуемого применения
насоса, когда снижение КПД против
не превышает
5…8%.
Характеристики, полученные в результате испытаний заносят в спе-циальные каталоги, которыми пользуются для подбора насосов при проектировании и эксплуатации насосных станций.
Характеристики
одного и того же насоса зависят от
частоты вращения рабочего колеса.
Поэтому в эксплуатационных расчетах,
помимо частных характеристик, используются
совмещенные характеристики напоров,
мощностей и КПД для различных частот
вращения. Такие характеристики называются
у н и в е р с а л ь н ы м и , которые
позволяют судить о
,
,
и
насоса при всех практически возможных
частотах вращение рабочего колеса.
Образец универсальной характеристики одного из центробежных насосов приведен на рис. 1.8.
1.10. Характеристика системы трубопроводов
Характеристикой трубопровода или системы трубопроводов называют кривую или уравнение, выражающее зависимость между расходом, проходящим по трубопроводу и потребной для этого величины напора насоса.
Уравлнение характеристики трубопровода (или характеристики системы трубопроводов) имеет вид:
Нтр= Нг + Sтр · Q2 , (1.23)
где |
Нг |
- геометрическая высота подъема жидкости, м; |
|
Sтр |
- сопротивление трубопроводов; |
|
Q |
- расход, м3/с; |
|
Sтр · Q2 |
- потери напора в трубопроводах, м. |
Потери
напора в трубопроводах складываются
из потерь на преодоление трения при
движении жидкости по трубопроводу и
потерь на преодоление местных
сопротивлений. Поэтому сопротивление
трубопроводов
при построении характеристики удобно
определять через удельное сопротивление
по формуле
Sтр
, (1.24)
где
– удельное сопротивление всасывающих
и напорных трубопро-водов, принимаются
по таблицам Ф.А.Шевелев, А.Ф.Шевелев
«Таблицы для гидравлического расчета
водопроводных труб» в зависимости от
диаметра и материала труб. Значения
удельных сопротивлений
для расходов
,
вы-раженных в м3/с,
приведены в указанных таблицах при
скорости движения жидкости
= 1 м/с. При других значениях скоростей
величины удельных сопротивлений
принимают с поправочными коэффициентами
К, значе-ния которых приведены в этих
же таблицах;
– длины соответственно всасывающего
и напорного трубопроводов.
Зависимость (1.23) представляет собой уравнение параболы, не проходящей через начало координат, причем крутизна ветви параболы будет зависеть от сопротивления Sтр.
На
рис. 1.9 представлена характеристика
системы трубопроводов, состоящей из
стального всасывающего трубопровода
диаметром
= 250 мм (
=1,653),
длиной
=
40 м и напорной линии из чугунных труб
=
200 мм (
= 7,399) и
=1300 м. Вода подается на геометрическую
высоту Нг=
30 м.
Характеристика системы трубопроводов представлена уравнением
Подстановкой
в уравнение разных значений
(
= 0,
= 0,01 м3/с,
= 0,02 м3/с
и т.д.) находят по таблицам поправочные
коэффициенты
и
по соответствующим скоростям
и
и определяют значения Нтр.
Следует
отметить, что если трубопровод состоит
из
одинаковых параллельных линий, то его
сопротивление Sтр
определяется по формуле
Sтр
, (1.25)
– приведенное
сопротивление одной линии трубопровода.
При построении графической характеристики трубопроводов более сложной системы н а с о с ы – в о д о в о д ы – с е т ь следует пользоваться уравнением:
Н = Нг + (Sтр + Sс)Q2 , (1.26)
где
– приведенное сопротивление сети,
(1.27)
здесь |
|
- суммарные потери напора в сети, м; |
|
|
- расчетный расход воды в сети, при которой определена , м3/с. |