2.2 Електропривод водонасосних установок.
2.2.1.Особливості роботи електроприводів насосних установок, механічні
та енергетичні характеристики насосів.
У сільському господарстві воду використовують для виробничих та комунально-побутових потреб.
Середньодобові витрати її по господарству можна визначити за виразом:
Qc.д
=
qi
mi)
, де
qi- добова норма витрат води одним споживачем і-го виду , м3 ;
mi-кількість споживачів і-го виду;
і- кількість видів споживачів.
Основними складовими насосної установки є насос , приводний електродвигун , апаратура керування та захисту.
Для забирання води з відкритих водойм , шахтних колодязів і свердловин до 5…7 м застосовують відцентрові насоси типів К , КМ , ЦВ та вихрові насоси типів В , ВК , ВКС.
Для забирання води з глибоких шахтних колодязів і свердловин застосовують водострумні установки ВН , та заглибинні електронасоси типів ЭЦВ , ЭПН ,ЭПЛ , АП , АПВ та інші.(50…250м).
У водопровідну мережу насос може подавати воду :
-безпосередньо;
-через напірний регулюючий резервуар(бак водонапірної башти , або герметичний повітряно-водяний котел);
-комбіновано.
Керування електроприводом насосної установки може бути : неавтоматизованим , автоматизованим , автоматичним.
За відомим середньодобовим споживанням води Qc.д можна визначити подачу насоса протягом години.
Qмах.год.=
, м3/год
, де
αдоб=1,3 коефіцієнт добової нерівномірності споживання води;
αгод - коефіцієнт годинної нерівномірності споживання води , αгод=2,5 для систем з автонапувалками , αгод=4 для систем без автонапувалок;
Т-час роботи насоса , год.;
η-ККД системи водопостачання,( η≈0,9).
Для вибору насоса інколи потрібно знати максимальні секундні витрати води
Qмах.с.=
, м3/с
.
Розрахунковий напір води Нр можна визначити знаючи висоту всмоктування насоса Нвс (відстань від осі насоса до рівня води у водозаборі) , висоту нагнітання Ннаг (відстань від осі насоса до найвищого рівня у башті), втрати води у трубопроводах , засувках Нвтр. , надлишковий напір Ннад : Нр= Нвс+ Ннаг+ Нвтр+ Ннад .
Механічні та енергетичні характеристики насосів.
Механічні характеристики відцентрових насосів мають типову вентиляторну характеристику , яка описується рівнянням :
Мнас=Мо.+(Мнас.ном.-Мо)( w / w ном.)2 , Нм , де
Мо-початковий момент (момент зрушення), Нм;
Мнас.ном-момент опору насоса при номінальній кутовій швидкості, Нм;
w ном-номінальна кутова швидкість, рад/с;
w-поточна кутова швидкість, рад/с.
Загальний вид механічної характеристики відцентрового насоса приведений на малюнку 10.2.1.
Особливістю відцентрових насосів є те , що із зміною кутової швидкості різко змінюються основні параметри насоса: продуктивність Q, напір Н , момент опору М , споживана потужність Р , причому мають місце такі пропорції:
=
=
)2
=
)2
=
)3
.
W,
рад/с
w н
Мном М, Н·м
мал.10.2.1 Загальний вид механічної характеристики відцентрового насоса
До енергетичних характеристик відцентрових насосів відносять:
- залежність ККД від подачі ;
- залежність напору Н від подачі;
- залежність споживаної потужності Р від подачі
Р,Н,η,
Н
ηмах
η
Р
Q1 Qмах η. Q2 Q м3/с
Мал..10.2.2
При виборі двигуна враховують , що з точки зору найменших втрат енергії , ККД повинно знаходитись у зоні (0,9…1,0) ηмах .
Загальний вид енергетичних характеристик відцентрових насосів зображений на малюнку 10.2.2.