§ 2.9. Сводный график рабочих полей лопастных насосов

Характеристики насоса, пересчитанные на мини­мально допустимый диаметр рабочего колеса, наносятся на типовые (рис. 2.12) в виде штриховых кривых. Поле, ограни­ченное сверху и снизу напорными характеристиками, а со сторон границами рабочей области, называют рабочим. Если расчетная точка с заданными подачей и напором попадает в это поле, то насос подобран удачно, т. к. он не только сможет обеспечить требуемые параметры, но и будет это делать наиболее эффективно. С целью облегчения подбора насоса в каталогах приводятся сводные графики рабочих полей центробежных насосов.В случаях, когда заводом-изготовителем не предусматри­вается обточка рабочего колеса насоса, то рабочее поле ог­раничивается рабочей областью на напорной характеристи­ке в виде отрезка кривой.У осевых насосов уменьшение диаметра рабочего коле­са недопустимо. Однако положение напорной характерис­тики изменяется при изменении угла установки лопастей. Следовательно, рабочее поле выделяется на частной ха­рактеристике каждой марки осевого насоса и переносится на сводный график.Сводные графики рабочих полей лопастных насосов облег­чает их подбор для обеспечения заданных расхода и напора

§ 2.So. Характеристика трубопровода и рабочая точка

Из определения насоса, как гидравлической ма­шины, известно, что он должен передать перекачиваемой жидкости такое количество энергии, чтобы она смогла под­няться на высоту Н_г и преодолеть сопротивление трубопро­вода h_т, т. е. H= Н_г + h_т. А так как суммарные потери напора в трубопроводе h_т=∑ζ*(V²/2*g) 1; V= Q/ ω.

В этих формулах обозначено:

ω — площадь сечения трубопровода, м²;V — средняя скорость движения воды в нем, м/с;

Q — расход, проходящий по трубопроводу, м³/с;∑ζ — сумма коэфф. сопротив.(местных и по длине).h_т=∑ζ*( Q ²/(2*g ω))= С Q ² . Н_тр= Н_г+С Q ²

Точка пересечения характеристики насоса Н и трубо­провода Н (точка А) называется рабочей (режимной) точкой насоса, которая показывает величину расхода Q и напора Н_А, которые фактически обеспечивает система, состоящая изданных насоса и трубопровода. Чтобы уве­личить расход до Q ' необходимо уменьшить сопротивле­ние в трубопроводе (например увеличить его диаметр). Тогда

Рис. 2.17. Характеристики насоса и трубопровода

рабочая точка переместится в положение А¹. Если тре­буется уменьшить расход, то нужно увеличить потери на­пора в трубопроводе (например прикрытием задвижки) и переместить рабочую точку в положение А¹¹. Этого же результата можно достигнуть, если уменьшать или увели­чивать геодезический напор Н . В этом случае характери­стика турбопровода будет перемещаться паралелыю са­мой себе вниз, или вверх.

При помощи построения характеристики турбопровода рассчитывается его диаметр.

16. ~ § 2.11. Параллельная работа насосов

В случаях, когда по условиям эксплуатации подачи одно­го насоса недостаточно, применяют совместную работу двух, пли больше, насосов, которые одновременно подают воду в один и тот же бак. Такое соединение насосов можно осуще­ствить либо по схеме "а", либо по схеме "б" (рис. 2.19).

Параллельная работа насосов по схеме "б" предпочти­тельнее потому, что имеется экономия труб, т. к. вместо двух ниток напорных трубопроводов предусматривается одна. Однако, увеличение расхода, проходящего по этому трубопроводу, того же ди­аметра, влечет за собой возрастание потерь напо­ра в нем, что приводит к недодаче (дефициту) рас­хода по сравнению со схе­мой "а".

Поясним это на характе­ристиках насосов и трубо­провода. На рис. 2.20 кри­вая Н есть напорная харак­теристика насоса, а кривая Н_тр —характеристика тру­бопровода, Q_A — факти­ческая подача этой уста­новки. Предположим, что по условиям эксплуатации требуется подавать воды в два раза больше, т. е.2 Q_A.

Рис. 2.19. Схемы параллельной ра­боты насосов каждого на свой тру­бопровод (схема "а") и на общий (схема "б")

Для удовлетвор. этого требования собираем уста-HiiMhy ко otrMt' "л (рис. 2.19), которая состоит из двух плшмкиммх iii'icocoH, имеющих каждый свой трубопровод одною и mm же диаметра, а это значит, что характеристи­ки насоса it трубопровода будут у них одни и те же. -Поэто­му можно построить их суммарную напорную характеристи­ку путем сложения расходов при одинаковых напорах, т. е. удваиваем абсциссы кривой Я (например, отрезок СВ — 2СА, также ДЕ = 2ДК) при одинаковых ординатах.

Каждый из двух насосов подает на свой трубопровод рас­ход равный Q_A, соответствующий рабочей точке А. Значит в бак поступает расход равный 2Q_K (точка В на рис. 2.20).

Если те же насосы подключить для работы на общий тру­бопровод (схема "б" на рис. 2.19), то рабочая точка переме­ститься в положение А₁₊₂ и установка обеспечит суммарную подачу Q_M+2, что на величину DQ меньше требуемой. При этом производительность каждого из насосов станет равной Q_Al с несколько меньшим КПД. Следовательно, в данном случае экономия труб не применима.

Подобный анализ характеристик насосов и трубопровода позволяет сделать вывод о возможности и целесообразности параллельной работы на один трубопровод нескольких иа­сосов разных марок.

На рис. 2.21 представлены напорные характеристики двух насосов разных марок. Если они достаточно близко прохо­дят друг от друга, то получить суммарную характеристику Н (рис. 2.21 а) — можно, что свидетельствует о возможно­сти соединения их для работы на один трубопровод.

Рассмотрим теперь целесообразность соединения насо­сов, представленных на рис. 2.21 а характеристиками И и Н₂, на общий трубопровод с характеристикой Н_т . При со­вместной их работе фактическая подача составит Q , что не намного больше, чем подача одного насоса с характерис­тикой //,(Q_A1). Следовательно, присоединение второго насо­са (#₂) нецелесообразно, т. к. суммарная подача возраста­ет незначительно.

В случае "б" (рис. 2.21) суммарную характеристику по­строить нельзя, т. к. насосы одинаковых напоров, а это зна­чит, что соединять их на общий трубопровод нельзя.

В практике проектирования водопроводных систем встре­чаются случаи, когда в параллельную работу необходимо включать насосы, находящиеся на значительном удалении друг от друга. Пример такой параллельной работы приве­ден на рис. 2.22.

Напорная характеристика двух насосов одинаковых марок представлена кривой Н_[Г Так как в точке "б" должны быть напоры насосов одинаковыми, то необходимо характеристику первого насоса привести к этой точке путем уменьшения

Рис. 2.21. Характеристики параллельной работы двух насо­сов разных марок

ординат кривой //₎₂на величину потерь напора на участке а-б, которые можно определить по формуле:

где S_i6 — коэффициент суммарного сопротивления, определяемый по формуле (2.19) с учетом (2.20), где берется длина трубопровода на участке а-б.

В результате получим приведенную характеристику пер­вого насоса //_1б, а кривая Н₁₂ есть напорная характеристика второго насоса. Складывая абсциссы этих кривых при оди­наковых напорах, получим суммарную характеристику //₁₆₊,, на которую накладывается характеристика трубопровода //_{т 6в}, рассчитанная для общего участка б-в. Фактическая подача данной системы равна Q_A.

Методикой построения приведенных характеристик насосов следует пользоваться не только при определении режима па­раллельной работы насосов, расположенных на значительном удалении друг от друга, но и при построении характеристик параллельно работающих насосов в одной насосной станции со сложными коммуникациями трубопроводов. В этом случае характеристику каждого из насосов следует приводить к од­ной точке, например к выходу напорного трубопровода из насосной станции, учитывая при этом все потери на местные сопротивления и по длине труб внутри насосной станции. Таким образом, при построении суммарной характеристики будет складываться на типовые (паспортные) характеристи­ки каждого из работающих насосов, а приведенные.