Практична робота №6 «Вплив частоти обертання робочого колеса на характеристики відцентрового насоса»

В умовах виробництва часто виникає потреба у визначенні характеристик насосів при частотах обертання, які відрізняються від номінальної (в технічному паспорті насоса наводяться характеристики для номінальної частоти обертання). Для розрахунків у таких випадках користуються формулами перерахунку. У цьому випадку D = const і формули перерахунку приймають вигляд:

ці залежності називають законом пропорційності

Вакууметричну висоту усмоктування можна перерахувати за формулою:

( 6.1 )

Закон пропорційності за однією характеристикою (Q - H) дозволяє побудувати ряд характеристик для різних частот обертання. Для цього із рівнянь пропорційності вилучають частоту обертання:

( 6.2 )

Маємо рівняння параболи з вершиною у початку координат, яка проходить через точку а з координатами Q_a ; H_a . (дивись рис. 6.1) Задавшися різними величинами частот обертання, за формулами пропорційності вираховують координати точок Q_a1 - H_a1; Q_a2 - H_a2 ;...; Q_ai - H_ai , куди переміститься точка а при частотах обертання n₁ ; n₂ ; ...; n_i . Усі ці точки лежать на параболі, яка проходить через точку а і має вершину у початку координат. Ця парабола (0; а_і; а₂; а₁; а) називається параболою подібних режимів.

Перерахунок любої іншої точки характеристики Q-H (наприклад точки b або с) на частоти обертання n₁; n₂; ...; n_i

Рис. 6.1

дасть точки b₁; b₂; ...; b_i i c₁; c₂; ...; c_i , які розмістяться на параболах, що проходять відповідно через точки b i c . Проводячи через точки a₁; b₁; c₁ плавну криву, отримаємо характеристику Q₁ - H₁ насоса при частоті обертання n₁ ..Таким же чином отримують характеристики Q_i - H_i для любої частоти обертання.

Теоретично параболи подібних режимів повинні бути і лініями постійних к.к.д. Але в дійсності це не так. Найбільшого значення коефіцієнт корисної дії насоса досягає при номінальній (розрахунковій) частоті обертання. При любій іншій частоті він зменшується. Це викликано тим, що вплив гідравлічних і механічних втрат різний при різних частотах обертання.

Якщо у координатах Q - H побудувати ряд характеристик насоса при різних частотах обертання Q₁ - H₁ ; Q₂ - H₂ ; ...; Q_i - H_i , а потім на цих характеристиках відмітити точки з рівними к.к.д. і з’єднати їх плавними кривими, то отримаємо універсальну характеристику (рис. 6.2). Ця характеристика дозволяє найбільш повно дослідити роботу насоса при перемінних частотах обертання.

Рис. 6.2

Слід відзначити, що робота насоса з підвищеною проти номінальної частотою обертання дозволяється тільки при узгодженні з заводом-виробником.

Приклад №1.

За паспортними характеристиками для швидкості обертання 730 об/хвилину (рис. 6.3) необхідно побудувати відповідні характеристики для швидкості обертання 650 об/хвилину.

Рис. 6.3

Розв’язання задачі: а) Побудова характеристики (Q-H): На паспортній характеристиці Q-H задаємося рядом довільних точок 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 з координатами (Q₁ = 6800 м³/годину; Н₁ = 76 м.вод.стовпа); (Q₂; H₂); ... . За формулами закону пропорційності вираховуємо відповідні координати цих точок при швидкості обертання 650 об/хвилину:

м³/годину;

м.вод.стовпа.

Розрахунки зведено в таблицю 6.1.

Таблиця 6.1.

№№ точок		1	2	3	4	5	6	7	8	9
координати точок	Q	6800	6000	5200	4400	3600	2800	2000	1200	0
при n=730об/хв	H	76	80,5	84	87	89	90,5	91	91,5	91,5
координати точок	Q'	6055	5342	4630	3918	3205	2493	1781	1068	0
при n=650об/хв	H'	60,3	63,8	66,6	69	70,6	71,8	72,1	72,5	72,5

За отриманими координатами наносимо на графік точки 1’, 2’, ... , 9’ і з’єднуємо їх плавною кривою. Ця крива (Q-H)₆₅₀ і буде характеристикою (Q-H) насоса при швидкості обертання 650 об/хвилину.

б) Побудова характеристики Q - : На паспортній характеристиці Q - задаємося довільними точками 10, 11, 12, 13 з координатами Q₁₀=6800 м³/годину - ()₁₀ = 1 м.вод.стовпа; Q₁₁ - ()₁₁; ... . За формулою (6.1) вираховуємо відповідні значення ()’ при швидкості обертання 650 об/хвилину. Розрахунки зведено в таблицю 6.2.

За отриманими координатами наносимо точки 10’, 11’, 12’, 13’ і через них проводимо нову характеристику (Q -)₆₅₀. Як видно з рис. 6.3, характеристика при швидкості обертання 650 об./хв. не знизилась. Тому при розрахунках характеристику (Q -) часто не перебудовують.

Таблиця 6.2.

№№ точок		10	11	12	13
координати точок	Q	6800	6000	5200	4000
при n=730об/хв		1,0	2,5	4,0	4,8
координати точок	Q'	6055	5342	4630	3562
при n=650об/хв	()	2,86	4,05	5,24	5,87

в) Побудова характеристики Q-N: На паспортній характеристиці Q-N задаємося рядом довільних точок 14, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 з координатами Q₁₄ = 6800 м³/годину - N₁₄ = 1650 квт; Q₁₅ - N₁₅; ... . За формулами закону пропорційності вираховуємо відповідні значення Q’ i N’ для швидкості обертання 650 об/хв.:

кВт.

Розрахунки зведено в таблицю 6.3.:

Таблиця 6.3.

№№ точок		14	15	16	17	18	19	20	21	22
координати точок	Q	6800	6000	5200	4400	3600	2800	2000	1200	0
при n=730об/хв	N	1650	1540	1430	1320	1210	1100	990	880	710
координати точок	Q'	6055	5342	4630	3918	3205	2493	1781	1068	0
при n=650об/хв	N’	1165	1087	1010	932	854	777	699	621	501

За отриманими координатами наносимо точки 14’, 15’, ..., 22’ і через них проводимо нову характеристику (Q-N)₆₅₀ для швидкості обертання 650 об./хв.