8.Сводные графики полей (зон) рабочих характеристик нагнетателей

При регулировании нагнетателей изменяется их КПД. Работа машины с низким КПД невыгодна, поэтому допустимые откло­нения КПД от его максимального значения регламентированы государственными стандартами или ведомственными нормалями. Для насосов допустимы режимы с КПД, отличающиеся на 7 % от максимального значения, вентиляторы должны работать в соот­ветствии с требованиями государственного стандарта так, чтобы КПД был не ниже 0,9 ηmax

Если на характеристике нагнетателя выделить участок с КПД не ниже допустимого, то получим область, называемую рабочей зоной нагнетателя.

Рассмотрим построение рабочих зон при различных способах регулирования нагнетателей.

Пусть нагнетатель регулируется изменением частоты вращения (рис. 29). Покажем на графике характеристики H=f(Q) для n_min и n_мах и проведем линии η _min= const и η_max = const. Этими линиями в графике выделяется заштрихованная площадь a—b— с—d, представляющая собой поле подач и напоров нагнетателя, удовлетворяющее условию

η≥η _min , где η_min — минимально допу­стимое значение КПД.

В случаях регулирования дросселем на напорной стороне связь между подачей (расходом, производительностью) и напором нагнетателя выражается графически по уравнению H=f(Q) един­ственной линией (рис. 30). Очевидно, что минимально допусти­мое значение КПД определяет участок ab напорной характерис­тики, для всех точек которого η≥ηmin. Следовательно, при n =const и регулировании дросселем поле рабочих параметров нагнетателя представляется участком ab напорной характеристики

Рис. 29. Построение поля ха­рактеристики машины с регу­лируемой частотой вращения

Рис. 30. Построение поля ха­рактеристики машины с дрос­сельным регулированием

В практике эксплуатации для расширения области применения динамических нагнетателей для жидкости центробежных насосов — применяют обрезку рабочих колес. Обрезкой называют уменьшение наружного диаметра D₂ рабочего колеса путем его обточки на токарном или карусельном станке. При этом геометрическое подобие нарушается, поэтому условия подобия и формулы пропорциональности для пересчета параметров при обрезке применять нельзя.

Опыт показывает, что обрезка приводит к следующим соотно­шениям между рабочими параметрами:

η = const

Из этих равенств, исключив диаметры, получим Н= aQ₂ - режимы, удовлетворяющие условиям (14), определяются зако­ном квадратичной параболы.

На рис. 31 показано построение рабочих зон характерней центробежного насоса с учетом обрезки;

Рис. 31. Построение поля характеристик насоса при 10%-ой обрезке рабочего колеса (а) и зависимость допустимой обрезки колеса от коэффициента

быстроходности'(б)

Колеса центробежных насосов допускают без заметного пони­жения КПД тем большую обрезку, чем меньше их быстроход­ность n_s. Максимальная обрезка составляет 10... 15 %.

Если в координатную систему Q, Н внести поля (рабочие зоны) подач и напоров разных типов насосов при различных их размерах и допустимой обрезке, можно получить сводные графики полей рабочих параметров. В качестве примера на рис. 8.32 представлены свободные графики Н = f(Q) для центробежных консольных на­сосов типа К и КМ.

Рис 32. Сводные графики, определяющие рабочие зоны центробежных консольных насосов типа К и КМ

На основе аналогичных рассуждений можно создать сводные графики вентиляторов различных типов, регулируемых входными направляющими аппаратами.

Сводные графики удобны для выбора нагнетателей в процессе проектирования насосных, вентиляторных и компрессорных ус­тановок.

При выборе нагнетателей для работы в определенных эксплу­атационных условиях на основании технологического процесса, в который включены нагнетатели, и расчета сети трубопроводов Должны быть заданы необходимые значения подачи Q и напора Н (или давления P).

Пользуясь заданными значениями Q и H, на сводном графике машин находят точку, попадающую в поле рабочих параметров определенного типоразмера машины с определенной частотой вращения (см. рис. 32).