книги из ГПНТБ / Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций

d- диаметр трубы на данном участке, и;

Щ- коэффициент местных сопротивлений;

4GL

ѵ-= — - - средняя скорость жидкости, м/сек. atа г

Следовательно,

Таким образом, полный напор насоса может быть выражен в функции расхода

Н = Н г + к й 1 .

Пользуясь этим выражением, можно построить характеристику

прибавляют к Н г величины потерь напора, соответствующие опре­ деленным значениям расхода, и получают кривую СЕ, которая яв­ ляется характеристкой сети. Эта кривая пересекает рабочую ха­ рактеристику Q - Н насоса в точке А, называемой рабочей точкой насоса для данного трубопровода. Точка А определяет все данные, характеризующие рабочий режим работы насоса, а именно: производительность й л , напор Н л , мощность на валу двигателя и к.п.д.

39

гии насоса для обеспечения данного расхода будет недостаточно, что приведет к уменьшению скорости потока. С уменьшением ско­ рости в системе уменьшается подача и, когда последняя станет равной Q a , равновесное состояние восстановится.

Рассмотрим случай, когда рабочей точкой является точка В. Так же, как и в предыдущем случае, будем считать, что цроизоіпю

ток энергии приводит к увеличению кинетической энергии жид­ кости (ее скорости), а следовательно, и к дальнейшему увеличе­ нию расхода Q , что, в свою очередь, приводит к еще большему отклонению работы насоса от равновесного состояния.

Точно таким же образом можно доказать, что уменьшение по­ дачи в точке і приведет к увеличению скорости в системе и вос­

ви характеристики при условии, если характеристика системы пересекает ее в одной точке и если

статичеокий напор системы Н с меньше напора насоса Н 0 при ну­ левой подаче (рис.1.23).

На рис.1.24 приведена система, поясняющая возникновение не­

40

ская высота подъема. Это значит, что характеристика системы начнет подниматься параллельно самой себе, а рабочая точка бу­ дет смещаться в сторону уменьшения подачи.

Если расход в сети будет меньшим, чем изменение подачи на­ соса, то может наступить такой момент,когда характеристика си­ стемы коснется характеристики насоса в точке Ң .Поскольку тсчка/Ѵ

Рис.1.24. Характеристики насоса, при неустойчивой работе

лежит на восходящей ветви характеристики насоса, то как только производительность насоса уменьшится до Q K , рабочая точка тот­ час же переместится в точку А 0 и подача насоса прекратится. При этом будет иметь место обратное движение жидкости из верх­ него резервуара через насос (так как W C> W H= W 0).

Подача жидкости насосом возобновится с того момента, когда уровень жидкости в верхнем резервуаре понизится до положения,

с переменной производительностью, сопровождающейся гидравличе­ скими ударами.

Как показывают теоретические и экспериментальные исследова­

ступенчатых насосах - применением первого или последнего коле­ са с большим коэффициентом быстроходности (см.далѳе).

43

Принимая одинаковыми к.д.д. насосов, будем иметь

(I.21)

к -

Полученными уравнениями (I.I9) - (1.21), которые называют­ ся условиями подобия, широко пользуются при конструировании новых насосов, а также в качестве пересчетных формул при их эксплуатаций.

Определим зависимость производительности, напора и мощ­ ности одного и того же насоса от оборотов.

Положив в уравнениях (I.I9) - (1.21) отношения линейных размеров Л. равными единице, получим

теристик для различных чисел оборотов.

Условия пропорциональности являются частным случаем усло­ вий подобия для центробежных насосов, так как в данном случае изменяется только число оборотов, а размеры рабочего колеса остаются неизменными.

§1.15. КОЭФФИЦИЕНТ БЫСТРОХОДНОСТИ

С целью определения к какой серии относится рабочее колесо насоса, вводят понятие коэффициента быстроходности.

Коэффициентом быстроходности п $ называется число оборотов

Для определения коэффициента быстроходности можно восполь­ зоваться условиями подобия.

44

Обозначим параметры, относящиеся к рассматриваемому колесу

Q =

Исключив из уравнений (1.23) отношение линейных размеров Л, будем иметь

кости, ни от режимов работы насооа. Бели в формуле (1.24) из­ менить число оборотов п , то в соответствии с соотношениями пропорциональности (1.22) должны быть пересчитаны как расход#, так и напор Н , что приведет к тому же самому значению n s .

Это положение было бы вееіда справедливо, если бы при вы­ воде формул (I.22J мы не пренебрегли изменениями объемного и гидравлического к.п.д. насоса при изменении л . Поэтому усло­ вились при определении коэффициента быстроходности принимать оптимальные значение производительности ( 0.опт) и напора W onm).

Для насосов с двухсторонним входом жидкости в рабочее ко­ лесо при определении п. вместо Q следует принимать -=■ .

Для центробежных насосов в целях получения удовлетворитель­ ных к.п.д. коэффициент быстроходности должен находиться в преде­ лах п = 40 - 300.

45

■Йели коэффициент быстроходности колеса с аядянянми Q , Н и п окажется меньше 40,что может произойти при слишком боль­ шом напоре, то насос следует выполнять многоступенчатым.

Если п & окажется большим 300 (велика подача), то следует применять двухпоточные рабочие колеса или однопоточные, вклю­ ченные параллельно.

§1.16. СОВМЕСТНАЯ РАБОТА НАСОСОВ

Втех случаях, когда работа одного насоса не обеспечивает требуемую производительность или расчетный напор, применяют совместную работу двух или более насосов.

Различают два вида совместной работы насосов - параллель­ ную и последовательную. Для совместной работы насосов приме­ няются, как правило, насосы с одинаковыми характеристиками.

Параллельная работа насосов

Параллельную работу насосов применяют в тех случаях, когда при неизменном (или мало изменяющемся) напоре производитель­ ность насосной станции изменяется в широких пределах, или не может быть обеспечена работой одного насоса. При параллельной работе насосов повышается надежность работы насосной станции, так как,при выходе из строя одного из насосов подача не прекра­

при параллельной работе двух одинаковых насосов строится путем откладывания на графике удвоенной производительности при одина­ ковых напорах для трех, четырех точек - режимов работы. Так, например, удвоив на графике производительность одного насоса, выраженную отрезком ab , находим точку с суммарной харак­ теристики ( ab = be ). Таким же образом находят остальные точки, необходимые для построения суммарной характеристики.

Для определения режима работы насосов нанесем на график ха­

горизонтальную линию до пересечения с характеристикой независи­

46

мой работ насоса и получим точку б . Абсцисса этой точки определяет расход й Б , а ордината - напор Н в ,

Таким образом, напор, развиваемый кавдым насосом, равен на­ пору, развиваемому обоими насосами при совместной их работе, а

производительность каждого из насосов будет равна G;= £)г=

При работе одного насоса на данный трубопровод его режим определяется точкой А , соответствующей производительности Q

Рис.1.26. Характеристики при параллельной работе двух одинаковых насосов

и напору Н л . Так как Q 6 < Q A , то очевидно и ZQß= Q cr+1)<Z^A. Иначе говоря, суммарная производительность насосов, работающих совместно на общую сеть, меньше, чем суммарная производитель­ ность этих же насосов при раздельной их работе на ту же сеть. Объясняется это тем, что с повышением суммарной производитель­ ности увеличиваются потери напора в сети и, следовательно, воз­ растает полная высота подъема, что влечет за собой уменьшение производительности каждого насоса. При параллельной работе на­ сосов достигается некоторое повышение напора по сравнению с напором, развиваемым насосом при независимой работе.

Потребляемая каждым насосом мощность определяется при па­ раллельной работе ординатой N s (рис.1.26), а при раздельной - ординатой /V .

Если в условиях эксплуатации один из совместно работающих