4. Построение характеристики сети и нахождение рабочей точки совместной работы насоса и сети

Напор насоса H расходуется на преодоление гидрав­лических сопротивлений в сети трубопроводов, вызванных дви­жением потока воды с расходом Q, и на остаточный напор, с которым выходит вода на конечном пункте из трубопровода, т.е.:

,

где H - напор насоса;

- гидравлические сопротивления;

h_ост - напор остаточный.

Гидравлические сопротивления H_W приводят к потерям напора h_пот. Отсюда:

,

при h_ост = 0, имеем:

, (18)

т.е. весь напор насоса расходуется на преодоление гидравли­ческих сопротивлений в трубопроводе.

Следовательно, уравнение (10) можно представить в виде:

. (19)

Это выражение называется уравнением характеристики тру­бопровода, и по нему строится характеристика трубопровода.

Характеристика трубопровода (сети) - графическое изобра­жение зависимости гидравлического сопротивления трубопро­вода от пропускаемого им расхода жидкости Q, т.е. .

Для построения характеристики трубопровода (рис. 8) воспользуемся табл. 2, и по заданным значениям Q определим величины .

При графическом изображении характеристики трубопро­вода будем выбирать значения Q из следующих соображений:

1) брать не менее 8 значений Q;

2) первую точку брать со значением Q = 0;

3) последнюю точку - со значением Q_max по характеристи­ке насоса (в нашем случае 57,6 м³/ч или 16 л/с);

4) промежуточные точки – произвольно.

Таблица 2.

Исходные данные для построения

Q		Q2	S	SQ2	HГ
л/c	м3/c	(м3/c)2	с2м5	м	м	м
0	0	0	10300	0	20	20
4			10300	0,17	20	20,17
8			10300	0,66	20	20,66
9,8			10300	0,99	20	20,99
12,5			10300	1,61	20	21,61
16,0			10300	2,63	20	22,63

Характеристику трубопровода строим на том же графике, где приведена характеристика насоса (рис. 8). Точка пересечения кривой с главной характеристи­кой насоса называется рабочей точкой насоса, кото­рая обозначается буквой А.

Проведя через точку А вертикальную и горизонтальную линии до пересечения с кривыми характеристики насоса, оп­ределяем численные значения рабочих параметров насоса при работе на данный трубопровод.

5. Определение рабочих параметров насоса

Принципиальная схема устройства центробежной насосной установки изображена на рисунке 9.

Рабочая точка определяет единственно возможный режим совместной работы насоса с заданным трубопроводом. Она опре­деляет основные рабочие данные (параметры) насоса:

1) подачу Q_р ;

2) напор Н_р ;

3) мощность N_р ;

4) коэффициент полезного действия .

При подборе насоса необходимо стремиться к тому, что­бы рабочая точка А располагалась как можно ближе к мак­симальному значению КПД насоса. Как отмечено выше, про­водим через рабочую точку A вертикальную и горизонтальную линии и при пересечении их с соответствующими кривыми получаем для нашего случая значения рабочих величин:

Q_р = 0,0144 м³/с;

Н_р = 22,6 м;

N_р = 3,6 кВт;

= 74 %.

Мощность на валу насоса N_р для рабочей точки можно определить также по формуле:

(20)

где - удельный вес перекачиваемой жидкости;

для воды = 9,81 кН/м³;

Q_р - подача насоса, соответствующая рабочей точке А;

Q_р = 0,0144 м³/с;

Н_р - напор насоса, соответствующий рабочей точке A;

Н_р = 22,6 м;

- КПД насоса, соответствующий рабочей точке А;

= 74 %;

Расхождение в численных значениях по характеристике (3,6 кВт) и по расчету (4,31 кВт) объясняется неточностью построения характеристики сети на рисунке 8.