5. Сравнение графиков зависимостей напоров, мощностей и кпд спроектированного и выбранного насосов.
В данном разделе
мы сведём характеристики всех рассмотренных
насосов на совокупных графиках. График
КПД включает только две составляющие
– расчётный (при частоте 2900 об/мин) и
действительный (при заводском размере
коле
са),
поскольку ни изменение частоты, ни
незначительное изменение размеров
(обрезка) фактически не влияют на КПД.
График 2. Сводный
график мощностей
Мы видим, что спроектированное нами колесо потребляет меньше энергии при обеспечении той же подачи.
График 3. Сводный
график напоров
Характеристика напора спроектированного колеса имеет более выраженную помпажную зону.
График 4. Сводный
график КПД
Ясно видно, что
КПД расчётного кол
еса
на всём диапазоне расходов превышает
КПД действительного колеса.
6. Сравнение графиков зависимостей напоров, мощностей и кпд спроектированного и выбранного насосов.
В учебных целях произведём расчёт изменения допустимой высоты всасывания при изменении частоты вращения с n1 = 3100 об/мин на n2 = 1450 об/мин.
6.1 Исходные данные
Характеристики насоса при различных частотах мы рассчитали в предыдущих разделах. Приводим их:
При n1: V1 = 60 м3/ч H1 = 12 м вод. столба.
При n2: V2
= 28,06 м3/ч H2
= 2,625 м во
д.
столба.
Прочие данные:
Температура перекачиваемой жидкости – t = 20ºС;
Плотность жидкости – ρ = 1000 кг/м3;
Атмосферное давление – Ратм = 105 Па;
Гидродинамический коэффициент сопротивления всасывающего трубопровода – ξ = 15 (принят независящим от подачи);
Скорость потока во всасывающем трубопроводе – Свс = 0,6·Со = 1,915 м/с.
6.2 Расчёт
Рассчитаем допустимые геометрические высоты всасывания для обеих частот и сравним. Начнём с частоты 3100 об/мин, поскольку скорость воды на всасе задана зависимой от подачи именно при этой частоте.
Давление насыщения при 20ºС: Рн = 2 339,215 Па.
Имеющийся
кавитационный запас энергии: Нкав
=
9,959 м.
Потери во всасывающем
трубопроводе:
2,804 м.
Площадь сечения всасывающего трубопровода (по уравнению неразрывности):
0,0087 м2.
Кавитационный запас примем по следующей формуле:
,
где С – критерий кавитации, примем С =
1300, тогда
= 2,598 м.
Допустимая геометрическая высота всасывания для частоты 2900 об/мин:
Ндоп1
= Нкав
–
–
–
= 9,959 – 2,598 – 2,807 –
= 4,367 м.
Аналогичный расчёт проделаем для частоты 1450 об/мин. При этом не изменились:
площадь трубопровода;
критерий кавитации;
гидродинамический коэффициент сопротивления трубопровода;
кавитационный запас энергии (потому что не менялась температура).
Всё остальное:
Скорость потока
на всасывании:
0,896 м/с > 0,5 м/с – то есть скорость в
пределах нормы.
Потери:
0,613 м.
Кавитационный
запас:
0,568 м.
Допустимая геометрическая высота всасывания для частоты 1450 об/мин:
Ндоп2
= Нкав
–
–
–
= 9,959 – 0,568 –0,613–
= 8,737 м.
Разница допустимых геометрических высот всасывания составляет:
ΔН = Ндоп2
– Ндоп1
= 8,737 – 4,367 = 4,37 м – зн
ачительное
изменение.