- •Оглавление
- •Глава 5. Конструкции вентиляторов 131
- •Глава 6. Конструкции насосов 163
- •Основные условные обозначения
- •Глава 1. Классификация нагнетателей и область их применения
- •1.1.Классификация нагнетателей
- •1.2. Основные параметры работы нагнетателей
- •1.3.Объемные нагнетатели
- •1.4.Лопастные нагнетатели
- •1.5.Нагнетатели трения
- •1.6.Области применения нагнетателей
- •Глава 2.Теоретические основы работы лопастных вентиляторов и насосов
- •2.1.Движение жидкости в колесе центробежного нагнетателя
- •2.2.Формула Эйлера. Полное теоретическое давление, создаваемое колесом центробежного нагнетателя
- •2.3.Потери энергии в центробежном нагнетателе
- •2.4.Принципы конструирования центробежных нагнетателей
- •2.5.Принципы работы осевых нагнетателей
- •2.6.Кавитация насосов. Допустимая высота всасывания
- •Глава 3. Характеристики нанетателей
- •3.1.Понятие о характеристиках нагнетателей
- •3.2. Характеристики лопастных нагнетателей
- •3.2.1. Характеристики лопастных нагнетателей
- •3.3.2.Характеристики осевых и диаметральных нагнетателей
- •3.3.Подобие лопастных нагнетателей. Пересчет характеристик
- •3.4.Универсальные характеристики
- •Глава 4.Работа насосов и вентиляторов в сети
- •4.1.Характеристика сети
- •4.2.Метод наложения характеристик
- •4.3.Влияние изменения параметров нагнетателя и характеристики сети на параметры системы «нагнетатель-сеть»
- •4.4.Совместная работа нагнетателей
- •4.4.1.Понятие о совместной работе нагнетателей
- •4.4.2.Параллельная работа нагнетателей
- •Параллельная работа нескольких нагнетателей (более двух)
- •4.4.3.Последовательная работа нагнетателей
- •4.4.4.Сопоставление последовательной и параллельной работы
- •4.4.5. Смешанная схема совместной работы нагнетателей
- •4.5. Устойчивость работы нагнетателей в сети (помпаж)
- •4.6. Регулирование насосов и вентиляторов
- •4.6.1. Методы регулирования
- •4.6.2. Регулирование нагнетателей при совместной работе
- •Регулирование при параллельной работе.
- •Регулирование при последовательной работе нагнетателей.
- •Регулирование при смешанной схеме работы нагнетателей.
- •4.6.3. Регулирование насосов и вентиляторов в системах отопления, теплоснабжения и вентиляции
- •4.6.4. Оценка энергетической эффективности регулирования насосов и вентиляторов
- •Глава 5. Конструкции вентиляторов
- •5.1. Основные конструкции и их классификация
- •5.2. Радиальные вентиляторы
- •5.3. Осевые вентиляторы
- •5.4. Энергосберегающее присоединение вентиляторов к сети воздуховодов
- •5.5. Подбор вентиляторов
- •Коэффициенты запаса мощности
- •Глава 6. Конструкции насосов
- •6.1.Основные типы насосов и специфика их работы
- •6.2. Центробежные насосы
- •6.3. Осевые насосы
- •6.4. Подбор насосов
- •Библиографический список
4.4.4.Сопоставление последовательной и параллельной работы
Сопоставим теперь оба вида совместной работы. Для этого сложим характеристики нагнетателя при параллельной и последовательной работе и наложим на систему характеристики трех сетей А, В, С (рис. 4.28).
Для сети А: LАпар>LАпос , РАпар>РАпосл. (точки 1 и 2)
Для сети В: LBпap=LBпocл , РВпар=РВпосл (точка 5)
Для сети С: LСпосл>LСпар , РСпосл>РСпар (точки 3 и 4)
Из анализа видно, что для сети А выгоднее параллельная, а для сети С - последовательная работа. Сеть В является «нейтральной» сетью, границей между двумя областями. Слева лежит область, где целесообразна последовательная работа, справа - параллельная. Из рисунка (4.28) следует, что параллельная работа выгоднее для сетей с меньшими гидравлическими сопротивлениями, последовательная - с большими. Характеристика сети В находится из соотношения
. (4.15)
Например, если РВ=500 Па, LB=7000 м3/ч, то KB=500/70002 = 10,210-6.
Рис.4.28. Сопоставление последовательной и параллельной работы
4.4.5. Смешанная схема совместной работы нагнетателей
В этом случае на одних участках сети нагнетатели работают параллельно, на других- последовательно (рис. 4.29).
Условия увязки давлений в точках соединения потоков:
Для разомкнутой схемы (4.29, а)
Ра+РН1-ΔРас=Рв+РН2-ΔРвс (4.16)
Здесь: Ра, Рв –соответственно давления в точках «а» и «в»
Для замкнутой схемы (рис.4.29,б)
Ра+РН1-ΔРа1в=Ра+РН2-ΔРа2в (4.17)
или
РН1-ΔРа1в=РН2-ΔРа2в. (4.18)
Для обеспечения надежной устойчивой работы следует принимать:
Для разомкнутой схемы РН3<ΔРcd ,т.е. давления нагнетателей 1 и 2 должны быть больше потерь давления на участках раздельной работы.
В случае замкнутой схемы нагнетатель 3 должен обеспечивать положительное давление в точке «а».
Рис.4.29. Примеры смешанной схемы совместной работы нагнетателей
В практике возможны случаи, когда совместная работа нагнетателей осуществляется на части сети (рис.4.29,в и 4.29,г). На участках вd и вc (рис.4.29,в) и aв и adв (рис.4.29,г) перемещаемая среда движется параллельно. На участках aвc и вca происходит последовательная работа нагнетателей. Условия сохранения баланса давлений для этих случаев имеют вид:
Для схемы 4.29,в:
ΔРвd=РН1- ΔРав=ΔРвс-РН2 (4.17а)
Для схемы 4.29,г:
ΔРа2в-РН2=ΔРаdв (4.18а)
Из формулы (4.17а) следует, что РН2<ΔРвс , а из формулы (4.18а) видно, что РН2<ΔРа2в.
При сложении характеристик нагнетателей на участках с последовательной работой для нагнетателей, работающих на участках, где нет последовательной работы, в качестве расчетных принимаются условные характеристики.
Пусть характеристика нагнетателя 1 (рис. 4.29,в) имеет вид:
L, м3/ч |
6000 |
6500 |
8000 |
9000 |
11000 |
Р, Па |
800 |
850 |
800 |
750 |
650 |
Характеристика участка ав: ΔР=5·10-6L2. После учета потерь давления на этом участке получим условную характеристику нагнетателя 1:
L, м3/ч |
6000 |
6500 |
8000 |
9000 |
11000 |
Ру, Па |
620 |
639 |
480 |
345 |
45 |
Эта характеристика складывается с характеристикой нагнетателя 2 при анализе работы на участке вс.
Рассмотрим примеры построения характеристик при смешанной схеме.
Пример 4.12. (рис 4.30)
Рис.4.30
Ра=Рв=0
Нагнетатели 1 и 2 имеют одинаковые характеристики. Характеристика участков раздельной работы определяется зависимостью:
ΔРас=ΔРвс=5·10-6L2
Условная характеристика совместной работы нагнетателей 1 и 2 определяется точками:
L, м3/ч |
12000 |
13000 |
16000 |
18000 |
22000 |
Ру, Па |
800 |
850 |
800 |
750 |
650 |
Характеристика нагнетателя 3:
L, м3/ч |
12000 |
13000 |
16000 |
18000 |
22000 |
Р, Па |
200 |
280 |
320 |
300 |
170 |
Характеристика участка cd
ΔР=3·10-6L2
После сложения давлений получим суммарную характеристику P-L1+2у+3 (рис.4.31)
L, м3/ч |
12000 |
13000 |
16000 |
18000 |
22000 |
Р, Па |
1000 |
1130 |
1120 |
1050 |
820 |
Точка 1 является рабочей и определяет расход Lc=L3=18500 м3/ч.
Потери давления на участке cd
ΔРсd=3·10-6185002=1028 Па
Рис.4.31
Точка 3 определяет давление нагнетателя 3
Р3 =280 Па
Точка 2 определяет долю потерь давления на участке cd, компенсируемую нагнетателями 1и 2
Рcd′=ΔPcd -Р3 =1028-280=748 Па
Так как нагнетатели 1 и 2 одинаковы, то L1=L2=0,5L3=0,5·18500=9250 Па
Потери давления ну участках ac, вc
ΔPac=ΔPвс =5·10-6·92502=428 Па
Р1=Р2 = 428+748=1176 Па
Пример 4.13.
Три разных нагнетателя работают на сеть, изображенную на рис. 4.32
Рис.4.32
Построим характеристики последовательной работы нагнетателей 1и 2 и участка сети ac(рис.4.33). В итоге получим условную характеристику P-L1+2у нагнетателей 1 и 2. Произведем сложение условных характеристик P-L1+2у и P-Lзу и получим характеристику совместной работы трех нагнетателей P-L1+2+3у (рис.4.34). Пересечение этой линии с характеристикой участка cd определяет рабочую точку 1: суммарную производительность системы L1+2+3 и потери давления на участке cd : ΔРcd=Р1. Точка 2 определяет расходы нагнетателей 1 и 2 L1=L2, а точка 3- расход нагнетателя 3.
Отложим на рисунке 4.33 расход L1=L2. Точка 4 определяет суммарное давление нагнетателей 1и 2, точки 5 и 6 соответственно давления нагнетателей 2 и 1, а точка 7 определяет потери давления на участке ас. Аналогичным образом можно найти давление нагнетателя 3 и потери давления на участке вс.
Рис.4.33
Рис.4.34