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:

Н_тр= Н_г + S_тр · 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

S_тр , (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 S_тр.

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 Н_г= 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 Н_тр.

Следует отметить, что если трубопровод состоит из одинаковых параллельных линий, то его сопротивление S_тр определяется по формуле

S_тр , (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 = Н_г + (S_тр + S_с)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.