2.7.2. Регулирование изменением частоты вращения насоса
Изменение частоты вращения приводит к изменению рабочих характеристик насоса Н = f (Q), N = f (Q) при неизменной характеристике потребного напора Нп = f (Q). Такое регулирование требует применение электродвигателей с переменной частотой вращения.
Для определения новой частоты вращения n, при которой будет обеспечен потребный расход Qр необходимо рассчитать и построить параболу подобных режимов, для чего используют выражение Нпар = kQ2, где k – постоянная параболы, а Q – текущий расход, принимаемый из характеристики насоса. Поэтому сначала необходимо на стандартном формате построить все характеристики насоса Н = f (Q), N = f (Q), η = f (Q) и сюда же нанести характеристику потребного напора Нп = f(Q), координаты которой были определены в п. 2.6.1. Затем на оси расходов отметить значение Qр и провести вертикальную линию до пересечения ее с характеристикой Нп = f (Q), что будет соответствовать точке А с параметрами Qр и Нр (рис. 2.9).
По параметрам этой точки необходимо определить постоянную параболы подобных режимов k = Нр / Qр2. Задаваясь значениями Q в пределах характеристики ранее выбранного насоса (табл. 2.2) по выражению Нпар = kQ2 определяем координаты точек параболы подобных режимов и записываем их в таблицу (табл. 2.8).
Таблица 2.8
Q, м3/с |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Нпар, м |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
По этим значениям строим на этом же стандартном формате графическую зависимость Нпар = kQ2, пересечение которой с характеристикой насоса Н = f (Q) даст нам точку В с координатами Qв и Нв (рис. 2.9).
Так как точки А и В находятся на одной и той же параболе подобных режимов, то режимы, которые соответствуют им, подобны (это соответствует теории подобия центробежных насосов) и, используя один из них, можно определить новую частоту вращения n1, при которой будет обеспечен требуемый расход Qр: Qв / Qр = n / n1, где n – частота вращения выбранного насоса. Для упрощения все параметры, соответствующие новой частоте вращения n1, будем обозначать индексом «1» (Q1, Н1, N1), а все параметры выбранного насоса с частотой вращения n без индекса. Используя законы подобия центробежных насосов, необходимо пересчитать все параметры ранее выбранного насоса (табл. 2.2) на новую частоту вращения n1: Q / Q1 = n / n1, Н / Н1 = (n / n1)2 и N / N1 = (n / n1)3. Все полученные значения представить в табличной форме (табл. 2.9).
Рис. 2.9
Таблица 2.9
Q, м3/с |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Q1, м3/с |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Н, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
Н1, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
N, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
N1, кВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
По полученным значениям на этом же формате построить графические зависимости Н1 = f (Q1) и N1 = f (Q1) при новой частоте вращения n1 (рис. 2.9).
В заключение студент должен дать краткий анализ рассмотренных и других способов регулирования производительности центробежных насосов с указанием их преимуществ и недостатков.