14. Расчет насоса для водонапорной башни

14.1. Рабочая характеристика насоса

На работу центробежного насоса влияет боль­шое число факторов, которые трудно, а иногда невоз­можно учесть теоретически.

Поэтому при выборе насоса, расчета режима его работы пользуются опытными характеристиками, ко­торые получают при лабораторных испытаниях на­сосов на специальном стенде при постоянной частоте вращения вала рабочего колеса.

Испытательный стенд оборудуется аппаратурой для измерения расхода, напора (давления), потребляемой мощности и вакуумметрической высоты всасывания.

После пуска насоса его подачу регулируют изменени­ем степени открытия задвижки на напорном трубопрово­де. Таким образом, устанавливают несколько значений по­дачи и замеряют соответствующие этим значениям величины напора, потребляемой мощности и вакуумметрической высоты всасывания. На основании опытных дан­ных вычисляют полезную мощность и КПД насоса.

Полученные значения напора Н, потребляемой мощ­ности N, КПД для ряда значений подачи Q наносят на график и соединяют плавными линиями. Получают гра­фически выраженные зависимости рассматриваемых па­раметров от подачи насоса при постоянной частоте вра­щения для данного диаметра рабочего колеса.

Полученные кривые , , (рис. 1) называют рабочими (энергетическими) ха­рактеристиками центробежного насоса и вписывают в его паспорт.

Рабочая характеристика насоса - графическое изобра­жение зависимостей , , при постоян­ной частоте вращения вала рабочего колеса n = const.

Рабочие характеристики насоса имеют несколько от­личительных точек или областей.

Рис. 14.1. Рабочая характеристика

центробежного насоса

Начальная точка H₀ (рис. 14.1) соответствует работе насоса при закрытой задвижке на напорном трубопроводе (Q = 0). В этом случае насос развивает напор Н₀ и потреб­ляет мощность N₀. Потребляемая мощность расходуется на механические потери и нагрев жидкости в насосе.

Работа насоса при закрытой задвижке возможна лишь непродолжительное время (несколько минут).

Из рис. 14.1 видно, что максимальному значению КПД соответствуют подача Q_р и напор Н_р. Точка Р характеристики , соответствующая максималь­ному значению КПД, называется оптимальной точкой; в этом режиме рекомендуется эксплуатировать насос. На практике пользуются рабочей частью характеристики на­соса в зоне максимального значения КПД.

Точка максимальной подачи насоса (конечная точка кривой ) соответствует тому значению подачи, после достижения которого насос может войти в кавитационный режим.

На рабочих характеристиках многих насосов наносят еще одну кривую (на рис. 14.1 - не указана) , где - допустимая вакуумметрическая высота вса­сывания. Она дает значения допустимой высоты всасы­вания в зависимости от подачи насоса.

Кривую получают при испытании на­соса на стенде, позволяющем создать различные зна­чения вакуумметрической высоты всасывания при задан­ной подаче насоса. Кривой пользуются при проектировании насосных установок и насосных станций.

Как отмечалось выше, основной зависимостью, ха­рактеризующей работу насоса, является зависимость на­пора от подачи , которая называется напор­ной или главной характеристикой насоса.

В зависимости от конструкции насосов форма кривой может быть различной. Существуют кривые непрерывно снижающиеся и кривые с возрастающим уча­стком (т.е. имеющие максимум, например, как показано на рис. 14.1). В свою очередь, кривые обоих типов могут быть пологими, овальными и крутопадающими.