10. Совместная работа нагнетателей

Иногда возникает необходимость одновременного включения в совместную работу нескольких нагнетателей. Это может быть в следующих ситуациях.

1.Одним нагнетателем не удается получить требуемое давление или поддачу, а замена его другим невозможна.

2.Необходимость смешения или разделения различных компонент в технологическом процессе, а также изменения давления или подачи.

3.Обеспечение надежности работы установки.

Необходимо иметь в виду, что при совместной работе нескольких нагнетателей всегда понижается экономичность их эксплуатации, и поэтому следует пытаться избегать совместной работы.

В совместную работу нагнетатели могут быть включены следующими способами:

1.Параллельно.

2.Последовательно.

3.Комбинировано.

10.1. Совместная работа двух параллельно включенных нагнетателей

Очень часто производственные потребности вызывают необходимость параллельного соединения нагнетательных устройств. В большинстве случаев параллельное включение двух и большего числа нагнетателей рекомендуется тогда, когда оно приводит к увеличению подачи, а соответствующее увеличение частоты вращения рабочего колеса или размеров нагнетателя невозможно из-за чрезмерного шума либо конструктивных соображений.

Основные схемы параллельного включения нагнетателей показаны на рис. 10.1. Различают полностью параллельное включение (рис. 10.1, а) и полупараллельное включение (рис. 10.1, б и 10.1, в).

QΣ =Q1+Q2

Рис. 10.1. Способы параллельного включения нагнетателей

57

10.1.1. Совместная работа двух параллельно включенных одинаковых нагнетателей

Пусть два вентилятора с одинаковыми характеристиками включены параллельно (рис. 10.1, б). Пусть потери давления на соединительных участках трубопроводов пренебрежимо малы. Тогда давление, развиваемое при совместной работе, одинаково для обоих вентиляторов (р1 = р2 = рΣ). Суммарная же подача при совместной работе двух нагнетателей равна сумме подач нагнетателей при давлении в трубопроводе рΣ : QΣ = Q1 + Q2.

Отсюда вытекает правило построения суммарной напорной характеристики при параллельном включении нагнетателей: суммарная напорная характеристика двух и более параллельно включенных нагнетателей строится путем суммирования подач одновременно работающих нагнетателей при постоянных значениях давления.

На рис. 10.2 приведены напорные характеристики p1(Q) и p2(Q) двух вентиляторов в виде одной линии и суммарная характеристика, построенная по указанному правилу. Здесь же приведены индивидуальные характеристики мощности и КПД.

Рис. 10.2. Анализ параметров при параллельном включении двух одинаковых нагнетателей

При работе двух нагнетателей на сеть суммарный режим работы определяется рабочей точкой А. Суммарная подача нагнетателей QΣ и создаваемое

58

ими давление рΣ = р1Σ = р2Σ. Здесь р1Σ и р2Σ – это давления каждого из нагнетателей при одновременной их работе на сеть.

Подачи каждого из нагнетателей Q1Σ и Q2Σ при одновременной их работе на сеть определяются рабочей точкой В и составляют половину от общей подачи:

Q1Σ = Q2Σ= QΣ/2.

Потребляемая мощность (на рисунке 10.2 точки N1 и η1) каждого из нагнетателей при одновременной их работе на сеть определяются по соответственно характеристике мощности и КПД при подачах Q1Σ и Q2Σ (на рисунке

10.2эти подачи обозначены как Q1,2Σ).

Суммарная потребляемая мощность двух нагнетателей

NΣ = 2N1.

При отключении одного из нагнетателей рабочая точка из положения А переместится вдоль характеристики сети в точку А1. Эта точка является рабочей точкой работающего одного нагнетателя при отключении второго. Работающий нагнетатель имеет подачу Q1р и давление р1р. Из графика видно, что параллельное включение двух одинаковых нагнетателей не увеличивает подачу в два раза

QΣ < 2Q1р.

Чем больше гидравлическое сопротивление сети, тем круче ее характеристика и тем слабее эффект увеличения подачи при параллельном включении нагнетателей.

При отключении одного нагнетателя можность работающего увеличивается.

10.1.2. Совместная работа двух параллельно включенных нагнетателей с разными характеристиками

Пусть два вентилятора, имеющие различные рабочие характеристики, включены параллельно. Рассмотрим, какие особенности возникают при этом.

На рис. 10.3 приведены напорные характеристики p1(Q) и p2(Q) двух нагнетателей и суммарная характеристика, построенная по правилу, описанному в пункте 10.1.1. Здесь же приведены характеристики трех сетей pс(Q), различающихся гидравлическим сопротивлением.

Целесообразность параллельного включения нагнетателей определяется характеристикой сети, а именно, ее гидравлическим сопротивлением.

При совместной работе двух нагнетателей на сеть 1 точка А является рабочей точкой. Она определяет давление в сети рΣ и суммарную подачу QΣ

59

двух одновременно работающих нагнетателей. Суммарное давление, создаваемое двумя нагнетателями, равно давлению каждого из одновременно работающих нагнетателей рΣ = р1Σ = р2Σ. Режим работы каждого из нагнетателей при совместной работе определяется точками В1 и В2. В соответствии с этим каждый из нагнетателей при совместной работе имеет производительность Q1Σ и Q2Σ. Потребляемая мощность и КПД каждого из нагнетателей при совместной работе определяются при данных производительностях по пересечению вертикальных линий, проходящих через точки В1 и В2, с индивидуальными характеристикам мощности и кпд (на рисунке не показано).

Рис. 10.3. Анализ параметров при параллельном включении двух различных нагнетателей

При отключении одного из нагнетателей рабочая точка из положения А вдоль характеристики сети сместится в т. А1 либо т. А2. Эти точки описывают режим работы каждого из нагнетателей при раздельной работе на сеть 1 и параметрами нагнетателей являются соответственно р1Р, Q1Р и р2Р, Q2Р.

Из графика видно, что параллельное включение двух нагнетателей приводит к увеличению производительности. Однако, чем больше гидравлическое сопротивление сети (т.е. чем круче характеристика сети), тем достигается меньшее увеличение производительности при параллельном включении.

Поскольку при параллельном включении нескольких нагнетателей для работы на сеть 1 приводит к увеличению подачи, то включение в совместную работу двух нагнетателей на эту сеть с пологой характеристикой является целесообразным. Такой режим работы возможен на участке суммарной напорной характеристики правее точки С.

При работе на сеть 2 режим совместной работы определяется точкой С. Видно, что включение в параллельную работу нагнетателя с характеристикой р2(Q) бесполезно, т.к. суммарная производительность равна производитель-

60