6. Способы регулирования режимов работы насоса и их анализ.
Для того чтобы изменить режим работы насоса, необходимо изменить характеристику насоса либо насосной установки. Это изменение характеристик для обеспечения требуемой подачи называется регулированием. Регулирование центробежных и малых осевых насосов может осуществляться либо при помощи регулирующей задвижки (изменяется характеристика насосной установки, а характеристика насоса остается неизменной) или изменением частоты вращения (изменяется характеристика насоса, а характеристика насосной установки, остается неизменной).
Регулирование осуществляем на потребный расход:
где Q1 – расход полученный при определении условий работы насоса на один нагнетательный трубопровод.
6.1 Регулирование дросселированием.
При таком способе регулирования необходимо увеличивать потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений в трубопроводной системе. Этого достигается степенью открытия задвижки, вследствие чего будет изменяться коэффициент местных сопротивлений.
По имеющейся характеристике при открытой задвижке определяем необходимый дросселируемый напор в задвижке:
hдр = 7,6 м
определяем коэффициент потерь напора на задвижке:
Рис. 6.1 График работы насоса при регулировании дросселированием.
Для полученного ζз определяем степень открытия задвижки ε по таблице 2.6 [1] интерполяцией:
Регулирование работы насосной установки дросселированием вызывает дополнительные затраты энергии, обусловленные необходимостью преодоления дополнительных гидравлических сопротивлений, создаваемых задвижкой. Однако благодаря тому, что дроссельный способ регулирования является очень простым, он находит широкое распространение на практике.
6.2 Регулирование изменением частоты вращения насоса.
Изменение частоты вращения приводит к изменению рабочих характеристик насоса при неизменной характеристике потребного напора. Такое регулирование требует применения электродвигателей с переменной частотой вращения.
По параметрам точки А находим постоянную параболы:
Определяем точку А с параметрами:
Определяем координаты точек параболы подобных режимов по формуле:
Таблица 6.1
Q, м3/с |
0 |
0,002 |
0,004 |
0,006 |
0,008 |
0,012 |
0,016 |
0,020 |
Нпар, м |
0 |
1,03 |
4,11 |
9,24 |
16,44 |
36,98 |
65,74 |
102,72 |
Определяем точку В с параметрами:
Определяем
новую частоту вращения, при которой
будет обеспечен требуемый расход
:
где n — частота вращения выбранного насоса;
Пересчитываем параметры ранее выбранного насоса на новую частоту вращения:
Таблица 6.2
Q, м3/с |
0 |
0,002 |
0,004 |
0,006 |
0,008 |
0,012 |
0,016 |
0,020 |
Q1, м3/с |
0 |
0,002 |
0,004 |
0,006 |
0,008 |
0,011 |
0,015 |
0,019 |
Н, м |
51 |
52 |
53 |
54 |
53 |
51 |
46 |
37 |
Н1, м |
45,26 |
46,14 |
47,03 |
47,92 |
47,03 |
45,26 |
40,82 |
32,83 |
N, кВт |
6 |
6,5 |
7,3 |
8 |
8,5 |
10 |
12 |
13 |
N1, кВт |
5,32 |
5,77 |
6,48 |
7,1 |
7,19 |
8,87 |
10,65 |
11,54 |
Регулирование работы насоса изменением его частоты вращения более экономично, чем регулирование дросселированием. Даже применение гидромуфт и сопротивления в цепи ротора асинхронного двигателя связанное с дополнительными потерями мощности, экономичнее чем регулирование дросселированием.
Регулирование перепуском осуществляется перепуском части жидкости, подаваемой насосом из напорного трубопровода во всасывающий по обводному трубопроводу на котором установлена задвижка. При изменении степени открытия этой задвижки изменяется расход перепускаемой жидкости и, следовательно, расход во внешней сети. Энергия жидкости проходящей по обводному трубопроводу теряется, поэтому регулирование перепуском неэкономично.
Регулирование поворотом лопастей применяется в средних и крупных поворотнолопастных осевых насосах. При повороте лопастей изменяется характеристика насоса и, следовательно, режим его работы. КПД насоса при повороте лопастей изменяется незначительно, поэтому этот способ регулирования значительно экономичнее регулирования дросселированием.
Рис. 6.2 График работы насоса при регулировании изменением частоты вращения насоса.