2.1.17 Поля рабочих параметров при различных способах регулирования. Сводные графики.

Изменение подачи машины, работающей по заданному графику, обычно сопровождается изменением её КПД. Отклонение КПД от его максимального значения обычно тем значительнее, чем глубже регулируется машина. Работа машины с низким КПД невыгодна, поэтому допустимые отклонения КПД от максимального значения регламентированы ГОСТ или ведомственными нормативами.

Если на характеристиках машины выделить участок с допустимым КПД, то получим область, называемую полем рабочих параметров. Каждая точка такого поля обеспечивает работу машины с КПД не ниже допустимого.

Пусть машина регулируется изменением частоты вращения в пределах от до(рис. 2.48). Приведением на графике линии максимальных КПД, допустимых в эксплуатации, вырезается заштрихованная площадьabcd. Эта площадь представляет собой поле подач и напоров, создаваемых машиной при условии работы с

.

Рисунок 2.48 Построение поля характеристики машины с регулируемой частотой вращения.

Если в координатной системе Q=H нанести поля подач и напоров различных машин, регулируемых изменением частоты вращения, то получится сводный график при переменной частоте вращения.

Выясним поле Q – H машины при регулировании её дросселем на напорном трубопроводе.

Рисунок 2.49 Построение оси поля характеристик машины с дроссельным регулированием.

Минимальное значение КПД , допустимое при эксплуатации машин, определяет участокab напорной характеристики, для всех точек которого . Следовательно, прип=const и регулировании дросселем поле подач и напоров представляется участком ab характеристики.

Для расширения области применения насосов широко пользуются способом обрезки рабочих колёс без изменения формы рабочих лопастей. Обрезкой называют уменьшение наружного диаметра рабочего колеса путём обтачивания его на токарном станке. При этом геометрическое подобие нарушается; поэтому условия подобия и формулы пропорциональности для пересчёта параметров при обрезке применить нельзя.

При обрезке колеса совместное влияние изменений выходного угла и диаметраприводит к пропорциям

;(2.100)

Исключив из пропорций (2.100) диаметры, получим

Или

Отсюда

, (2.101)

Т.е. режимы, удовлетворяющие условиям (2.100), определяются уравнением параболы (2.101).

Выясним влияние обрезки на поле подач и напоров насоса. Имеем характеристику насоса с исходным колесом при п=const (рис. 2.50). Эксплуатационное условие позволяет определить рабочий участокab характеристики до обрезки.

Рисунок 2.50 Построение поля характеристики насоса при обрезке рабочего колеса

Задавшись и знаяи параметрыQ и Н для точек а и b, можно определить положения точек с и d (они лежат на параболах обрезок, проходящих через точки а и b). Таким образом, определилось поле подач и напоров заданного насоса при условии обрезки до .

Обрезка существенно расширяет область подач и напоров насоса данного типа и размера.

Значение обрезки оценивается соотношением

или .

Колёса центробежных насосов допускают без заметного понижения КПД тем большую обрезку, чем меньше их быстроходность (рис.2.51). Максимальная обрезка составляет 10%.

Рисунок 2.51 Допустимая обрезка колеса в зависимости от коэффициента быстроходности.

Если в координатную систему Q – H внести поля подач и напоров разных типов насосов при различных их размерах и допустимой обрезке, то получим сводный график полей.

Выше был рассмотрен способ регулирования подачи направляющим лопаточным аппаратом на входе в рабочее колесо, применяемый в вентиляторах средней и высокой мощности и дымососах.

Поля рабочих параметров таких машин даются в сводных графиках, приводимых в каталогах; они строятся на основе получаемых испытанием регулировочных кривых, выражающих связь между безразмерными величинами и, где- подача, мощность и КПД при нейтральном положении лопаток (рис.2.52). Рисунок 2.53 лаёт качественное представление о поле подач и напоров в безразмерных координатах.

Рисунок 2.52 Регулировочная Рисунок 2.53 Построение поля

характеристика центробежной характеристик машин с

машины с направляющим регулированием направляющих

аппаратом на входе аппаратов на входе