3. Регулирование работы насоса на сеть

3.1. Проверка условий обеспечения бескавитационной работы насоса

При эксплуатации насоса необходимо обеспечить его бескавитационную работу.

Кавитационный запас данной насосной установки должен удовлетворять условию

где - кавитационный запас насосной установки при данных условиях,

- допустимый кавитационный запас выбранного насоса, определяемый по рабочей характеристике насоса при заданной подаче

Кавитационный запас определяют по формуле

Давление насыщенных паров воды при t_н=равно Р=1452Па.

По условию задания

,h_вс=1,9м,

Тогда

Таким образом, условие (1) соблюдается.

3.2. Регулирование работы насоса на сеть изменением частоты вращения вала центробежного колеса

Изменение частоты вращения рабочего колеса насоса ведёт к изменению его характеристик и режима работы. Для пересчёта характеристик насоса при другой частоте вращения используют законы пропорциональности, согласно которым

Следовательно

Коэффициент пропорциональности определяют по заданному значению Q_з=3и рассчитанному значению потребного напораH_тр=42,054 м. Пусть точка с координатамиинаходится на характеристике сети. Тогда можно записать, что

Имея значениe k рассчитываем напор при различных подачах, сводим результаты в таблицу 4 и строим параболу подобных режимов.

Координаты точек параболы подобных режимов.

Таблица 4

Q	0	2,78	5,56	8,33	11,11	13,89	16,67	19,44	22,22	25	27,78	30,54	33,33	36,11
H,м	0	0,36	1,44	3,24	5,77	9,07	12,98	17,67	23,07	29,2	36,05	43,63	51,92	60,93

Парабола подобных режимов пересекает характеристику насоса в точке В с абсциссой Q_B=108,41 м³/ч (Q_B=3,01·10^-2 м³/с ). По уравнению определяют требуемое число оборотов вала центробежного колеса:

По законам пропорциональности находят характеристики насоса, соответствующие новой частоте вращения вала рабочего колеса. Результаты расчёта представлены в табл.5.

Рабочие характеристики насоса при регулировании его работы на сеть изменением частоты вращения вала рабочего колеса

Таблица 5

Q,м3/с	H1,м	N1,кВт		%		H2,м	N2,кВт
0	48,92	6,2	-	0	0	48,56	6,13	-
2,7778	49,6	6,89	-	19,28	2,7674	49,23	6,81	-
5,5556	50,08	7,79	-	34,75	5,5348	49,71	7,71	-
8,3333	50,31	8,73	1,88	48,88	8,3022	49,93	8,63	1,86
11,1111	50,33	9,71	1,6	56,09	11,0696	49,95	9,61	1,59
13,8889	50,02	10,74	1,46	63,21	13,837	49,65	10,62	1,45
16,6667	49,48	11,75	1,46	68,53	16,6044	49,11	11,61	1,45
19,4444	48,63	12,82	1,56	72,27	19,3718	48,26	12,67	1,54
22,2222	47,52	13,84	1,77	74,86	22,1392	47,16	13,69	1,76
25	46,02	14,76	2,11	76,39	24,9066	45,68	14,6	2,09
27,7778	44,21	15,64	2,51	76,94	27,674	43,88	15,46	2,49
30,5556	42,07	16,41	3	76,63	30,4414	41,75	16,23	2,98
33,3333	39,55	17,08	3,61	75,47	33,2088	39,25	16,89	3,58

Допустимый кавитационный запас пересчитывают согласно формуле

Мощность, потребляемую насосом при его работе в режиме точки Д, определяют по характеристике Q-N₂, N_2Д=16,152. Это значение проверяют расчётом по формуле

что совпадает со значением, найденным по характеристике Q-N₂3.3. Регулирование работы насоса на сеть прикрытием задвижки (дросселированием) на напорной линии трубопровода

Дроссельное регулирование осуществляют при постоянном числе оборотов рабочего колеса путём введения дополнительного гидравлического сопротивления в напорную сеть трубопровода. Поскольку при полностью открытой задвижке (дросселе) достигается наибольшая для данных условий подача насоса, то при её прикрытии происходит уменьшение подачи и возрастание напора.

Требуемый напор в этом случае

где h_з- потери напора, обусловленные прикрытием задвижки,

Приняв требуемый напор H_ТР, равным напору в точке В при заданной подаче находят потери напора в задвижке из следующего соотношения

м

Суммарные потери напора в сети составят при заданной подаче Q_B=3·10^-2 м³/с

Для построения характеристики сети с прикрытой задвижкой необходимо определить новое значение коэффициента пропорциональности b

Задаваясь различными значениями подачи насоса, определяют соответствующий напор. Результаты расчёта приведены в табл.6 и используют при построении характеристики трубопровода.

Характеристика сети при дросселировании

Таблица 6

Q			Нст,м		Σhn,м		Нтр,м
Q·103 м3/с	м3/ч
0	0	16,802		0		16,8
2,7778	10	16,802		0,22		17,02
5,5556	20	16,802		0,88		17,68
8,3333	30	16,802		1,97		18,78
11,1111	40	16,802		3,51		20,31
13,8889	50	16,802		5,48		22,28
16,6667	60	16,802		7,89		24,69
19,4444	70	16,802		10,74		27,55
22,2222	80	16,802		14,03		30,83
25	90	16,802		17,76		34,56
27,7778	100	16,802		21,92		38,73
30,5556	110	16,802		26,53		43,33
33,3333	120	16,802		31,57		48,37
36,1111	130	16,802		37,05		53,85

Точка пересечения В характеристик Q-H насоса и трубопровода будет являться рабочей точкой насоса, а его подача Q_B в этом случае будет равна заданной подаче

Необходимую мощность на валу насоса при подаче требуемую для создания напора рассчитывают по формуле

_где - КПД насоса, соответствующий подачеи равный

Тогда

КПД насоса с прикрытой задвижкой

С изменением КПД меняется и мощность на валу насоса

где N и η –соответственно, мощность и КПД насоса при полностью открытой задвижке

и -мощность и КПД насоса при частично прикрытой задвижке

Определяют КПД и мощность насоса в условиях работы с прикрытой задвижкой (в зависимости от расхода подаваемой жидкости ), результаты расчетов сводят в таблицу и строят новые характеристики Q-η' и Q-N'