4.6.4.4 Характеристики центробежных насосов

Одной из особенностей центробежного насоса является взаимозависимость развиваемого им напора и производительности . Зависимость для постоянной частоты вращения n носит название частной характеристики центробежного насоса, имеет вид кривой и определяется экспериментально при испытании насоса.

Напор насоса (как сумма показателей манометра и вакуумметра) определяют при различных значениях производительности, изменяя последнюю степенью открытия задвижки на напорной линии.

С изменением производительности и напора изменяются также мощность, потребляемая насосом (N) и к.п.д. насоса ( ). На рисунке 4.21 представлена графическая зависимость напора Н, мощности и к.п.д. центробежного насоса от его производительности V при постоянном числе оборотов n рабочего колеса, полученная экспериментально.

Рисунок 4.21 – Энергетические характеристики центробежного насоса

Кривые , и называют энергетическими характеристиками центробежного насоса и вносят в паспорт насоса. Из рисунка 4.21 видно, что максимальному значению к.п.д. насоса соответствуют расчетная производительность и расчетный напор . Точку Р характеристики , соответствующую максимальному значению к.п.д. насоса, называют оптимальной режимной (рабочей) точкой. С уменьшением подачи насоса напор возрастает и при =0, т.е. при закрытой задвижке на напорном трубопроводе, достигает максимального значения. При этом расходуемая мощность минимальна. Поэтому во избежание перегрузки двигателя пуск центробежных насосов всегда производится при закрытой задвижке на нагнетательном трубопроводе.

При необходимости существенного изменения производительности центробежного насоса идут на изменение скорости вращения рабочего колеса путем замены электродвигателя или передачи (редуктора). При этом изменяется не только производительность насоса, но и его напор, а также потребляемая мощность. Иными словами, частная характеристика насоса, сохранив свою форму, займет другое положение на графике .

Зависимость производительности насоса, создаваемого напора и потребляемой мощности от частоты вращения рабочего колеса можно описать законами пропорциональности.

В соответствии с законами пропорциональности

- производительность центробежного насоса прямо пропорциональна частоте вращения

; (4.101)

- напор, развиваемый насосом, пропорционален квадрату частоты вращения

; (4.102)

- мощность на валу насоса пропорциональна кубу частоты вращения

. (4.103)

Законы пропорциональности позволяют по одной опытной характеристике , полученной для определенной частоты вращения, приблизительно построить характеристики при других частотах вращения. Семейство кривых при различных частотах вращения в совокупности с линиями одинаковых к.п.д. насоса называют универсальной характеристикой (рисунок 4.22). Линия р-р соответствует максимальным значениям к.п.д. насоса при данных числах оборотов рабочего колеса.

р-р – линия оптимальных условий работы насоса

Рисунок 4.22 – Универсальная характеристика центробежного насоса

Универсальная характеристика позволяет наиболее полно провести анализ работы центробежного насоса и выбрать ее оптимальный режим.