3.15 Устойчивость работы центробежного насоса

Центробежные насосы, имеющие характеристику с максимумом в зоне небольших подач, могут иметь неустойчивый режим работы. Следствием такого режима является возникновение колебательных процессов в трубопроводах с периодическим изменением напора и подачи, вызывающим гидравлические удары в сети.

Такое явление называется помпажем. Работа при явлениях помпажа недопустима.

Пусть характеристика трубопровода пересекает характеристику насоса в точках: А₁ - на падающей ветви и А₂- восходящей ветви (рисунок 3.28).

Рисунок 3.28

В точке А₁ равновесие устойчивое, т.к. при увеличении подачи на величину Q<0 возникает положительная разность напоров ΔН=Н_TP-Н>0.

Таким образом, недостаток потенциальной энергии насоса ведет к уменьшению кинетической энергии, следовательно, легко восстанавливается равновесие, т.е. система «насос-трубопровод» работает в точке А₁.

В точке А₂ при увеличении подачи на величину ΔQ напор насоса больше напора в трубопроводе ΔН=Н_TP-Н<0. Избыток потенциальной энергии насоса ведет к возрастанию кинетической энергии, т.е. к увеличению подачи и отклонению вправо от разновесного состояния в точке А₂.

Таким образом, устойчивое равновесие наблюдается при условии: .

3.16 Совместная работа центробежных насосов

Насосные станции могут иметь несколько насосных агрегатов. При необходимости изменять подачу в широких пределах насосы соединяют параллельно, а при необходимости увеличить напор насосы соединяют между собой последовательно.

Рассмотрим параллельное соединение насосов. При параллельном соединении насосы могут иметь одинаковые и равные характеристики. При работе двух насосов в один трубопровод подачи насосов суммируются при постоянном напоре в трубопроводе: .

Рассмотрим совместную работу двух центробежных насосов, соединенных параллельно (насосы имеют одинаковые характеристики H=Q).

Рисунок 3.29

На рисунке 3.29 показано построение совместной характеристики насосов 1 и 2 при параллельном соединении, которое ведется в следующем порядке: строится характеристика каждого насоса (в нашем случае они совпадают) (H-Q)₁ и (H-Q)₂, а затем при равных ординатах H удваиваются абсциссы Q. Накладывая на характеристику насосов характеристику трубопровода, получаем рабочую точку A для двух параллельно соединенных насосов.

Из графика видно, что подача всей насосной установки увеличилась, но меньше чем вдвое: , т.е. каждый насос подает теперь .

Это объясняется тем, что при совместной работе увеличивается напор , т.к. с ростом подачи растут скорости движения жидкости в трубопроводе и гидравлические потери.

Рассмотрим последовательное соединение двух центробежных насосов с одинаковыми характеристиками (рисунок 3.30).

При последовательном соединении сохраняется одинаковой подача Q₁=Q₂=Q, а напоры суммируются:H₁+H₂ = H.

При построении совместной характеристики насосов 1 и 2 при равных абсциссах Q удваиваются ординаты H. Наносим характеристику трубопроводной системы и получаем рабочую точку А для насосов, соединенных последовательно.

Рисунок 3.30

Из графика видно, что последовательное соединение сопровождается увеличением напора всей насосной установки меньше чем вдвое и некоторым увеличением подачи:

.