Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Baskakov Manual.doc
Скачиваний:
3289
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
7.12 Mб
Скачать

Напорные характеристики насосов

Характеристики центробежных насосов. Для решения задач, связанных с процессом выгрузки судна, используют­ся напорные характеристики, выражающие зависимость между величиной подачи и напора (рис. 86—88). Для их определения используют метод расчетного построения напорной характеристики:

H = k H_ • ηГ (1)

где HT- теоретический напор насоса; k коэффициент, учитывающий понижение напора под действием сил инер­ции окружного движения, действующих на жидкость в межлопастных каналах рабочего колеса; ηГ — гидродинамичес­кий КПД насоса.

Значение теоретического напора насоса находят, как

HT_ = А + В+ QT, (2)

где А = u2² l g статическая составляющая; В = (u2 l gf2) • ctg β2 — динамическая составляющая; u2 окружная переносная скорость жидкости при выходе из рабочего колеса; f2 площадь сечения потока жидкости на окружности выхода из рабочего колеса; — выходной угол относительной скорости жидкости на окружности выхода из рабочего колеса; QT∞ — теоретическая подача насоса; g ускорение свободного падения.

Для конкретного насоса, рабочее колесо которого имеет данные размеры и частоту вращения u2 = const. f2 = const, b 2 = const, следовательно А = const и В = const.

Выражение (2) определяет зависимость между теоретической величиной подачи и напора и является математичес­ким выражением теоретической напорной характеристи­ки насоса. Из этого выражения следует, что теоретичес­кая напорная характеристика центробежных насосов яв­ляется прямой линией (рис. 87), положение которой в координатной системе зависит от величины р^.

При р2<90° лопасти рабочего колеса изогнуты назад, т. е. в сторону, противоположную направлению враще­ния рабочего колеса, при рд = 90° лопасти рабочего ко­леса имеют радиальный выход, а при^у>90° они изогну­ты вперед, т. е. в сторону направления вращения рабо­чего колеса.

Учитывая выражение (2), можно получить

При β2 <90° лопасти рабочего колеса изогнуты назад, т. е. в сторону, противоположную направлению враще­ния рабочего колеса, при β2 = 90° лопасти рабочего ко­леса имеют радиальный выход, а при β2 >90° они изогну­ты вперед, т. е. в сторону направления вращения рабо­чего колеса.

Учитывая выражение (2), можно получить

Рис. 86. Теоретическая напорная характеристика

H=k(A+B • QT).

Для случая, когда β2 >90°, обеспечивается максималь­но возможный КПД насоса:

H = k • (A-B • QT∞) • ηГ ,

Как следует из рис. 87, действительной напорной характеристикой является парабола с вершиной в точке, соответствующей максимальному напору насоса.

Участок характеристики левее вершины параболы называется западающим', участок параболы, расположен­ный правее вершины, — ниспадающим. Участок, рас­положенный вблизи точки параболы, соответствующей QОPТ, называется рабочей зоной характеристики, т. е. зоной, в пределах которой КПД насоса меняется весьма незначительно (2—3%).

Отношение

Нmax - HОPТ

Нmax

выражает величину западания характеристики, а отно­шение

Нmax - HОPТ

Нopt

— крутизну характеристики.

Рис. 87. Характеристики насосов.

H0 — напор насоса при закрытом нагнетательном клапане; Нmax максималь­ный напор насоса; H ОPТ, Q ОPТ напор и подача, соответствующие режиму максимального КПД насоса.

1 — теоретическая напорная характеристика; 2 — теоретическая напорная характеристика с учетом сил инерции окружного движения жидкости; 3 — график гидравлических потерь трения; 4 — график местных гидравличе­ских потерь; 5— характеристика с учетом гидравлических потерь; 6 харак­теристика с учетом объёмных потерь ∆Q О , или же действительная напор­ная характеристика H =f( Q)

При величине этого отношения менее 1,15 характе­ристика называется пологой, а при величине отношения более 1,15 характеристика называется крутопадающей. Характеристика насоса с западающей составляющей не всегда приемлема, поскольку действие насоса с рабо­чей точкой на указанном участке при определенных ус­ловиях может быть неустойчивым. Однако насос может быть спроектирован так, чтобы западающий участок ха­рактеристики отсутствовал. В таком случае характерис­тика насоса называется непрерывно падающей. Непре­рывно или крутопадающая напорная характеристика (рис. 88) отличает погружные грузовые насосы, исполь­зуемые на газовозах.

Работа насосов, включенных параллельно. Для обес­печения своевременной выгрузки груза возникает необ­ходимость одновременно использовать несколько грузо­вых насосов. В этом случае насосы подключают к гру­зовой системе параллельно, что позволяет увеличить об­щую подачу груза в трубопровод и ускорить выгрузку. Подача груза при такой работе насосов определяется с помощью характеристики параллельного действия на­сосов.

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Обычно на судне используют грузовые насосы одной и той же серии, т. е. они имеют одинаковые напорные характеристики и могут подавать груз в трубопровод одновременно ТОЛЬКО при одинаковом НАПОРЕ.

Рис. 88. Напорная характеристика насоса в системе простого трубопровода

Учитывая это, характеристику параллельного действия насосов находят в результате суммирования подачи насо­сов при заданных величинах напора. Например, для двух одинаковых насосов, работающих параллельно, характери­стика их параллельного действия будет выглядеть, как показано на рис. 89.

Рис. 89. Параллельное включение насосов

1, 2 — напорные характеристики автономного действия насосов;

1 + 2 — напорная характеристика параллельного действия насосов

Рис. 90. Последовательное включение насосов

Работа насосов, включенных последовательно. Довольно часто возникают ситуации, когда напора, создаваемого одним грузовым насосом, недостаточно для того, чтобы преодолеть высокое противодавление в береговом трубопро­воде. Это происходит в тех случаях, когда необходимо перекачать груз в высоко расположенные береговые емкости или в том случае, если возникает необходимость подогреть груз на выгрузке, что приводит к значительному повыше­нию давления в трубопроводе.

В таких случаях последовательно с грузовыми насосами включают один или два бустерных насоса. Обычно грузо­вые и бустерные насосы имеют различные напорные характеристики.

Нормальная работа грузового и бустерного насосов при последовательном включении возможна ТОЛЬКО при равенстве ПОДАЧИ насосов.

Учитывая это, характеристику последовательного действия насосов получают в результате суммирования напора насосов при заданных величинах подачи. Графически последовательное включение насосов будет выглядеть так, как показано на рис. 90.

Характеристики струйных насосов. Напор струйного насоса зависит от расхода Q, давления Р рабочей жидкости (пропеланта) и высоты всасывания. При заданных величинах Qр, Рр подача насоса зависит от высоты всасывания.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]