2. Побудова характеристики напірного трубопроводу

Характеристика напірного трубопроводу – це висхідна квадратична парабола з початковими координатами Q = 0, H = 0, якщо H_cт = 0:

H = bQ²_,

де за умови  = const.

За наявності статичного напору (за умовою максимальне H_cт= l₃ + l₄ + l₈) рівняння характеристики трубопроводу дещо змінюється:

.

Якщо   const і турбулентний режим, до прикладу, охоплює зону “гідравлічно гладких труб” і зону змішаного тертя, то характеристику трубопроводу записують у такому виді:

,

де  = f(Re, ) і значення  знаходять відповідно до вказівок п.1.3, а .

Для побудови цієї залежності задаються низкою значень Q_і (i = 1…(12…15)) таким чином, щоб величина витрати рідини в циркуляційній установці, лежала в середині вибраного діапазону зміни Q (наприклад, Q₁  0,5Q_н, Q₁₅  1,5Q_н) і розраховуємо відповідні значення необхідного напору трубопроводу H_i. Результати розрахунків заносять у таблицю 1.8.

Таблиця 1.7 – Розрахунок напірного трубопроводу

Qі	Q1	…	…	…	Q5	Q6	Q7=Qн	…	…	…	Q15
Hі	H1	…	…	…	H5	H6	H7=Hнас	…	…	…	H15

За даними таблиці 1.8 будуємо характеристику напірного трубопроводу, накладену на характеристику насоса (див. Рисунок 1 .10).

Приклад розрахунку:

Характеристику трубопроводу будуємо за формулою:

,

де ; .

Тоді, .

Розраховуємо за цим рівнянням характеристику трубопроводу. Дані розрахунків заносимо в таблицю 1.7.

Таблиця 1.8 – Характеристика трубопроводу

Qi, л/с	0	2	4	6	8	8,69	9	11
Н, м	18,00	19,20	22,82	28,84	37,26	40,73	42,38	54,42

За даними таблиці 1.9 будуємо графік характеристики трубопроводу (див. додаток И).

3. Визначення робочої точки насосної установки

Перетин характеристик трубопроводу і насоса дає нам теоретичну робочу точку насосної установки з координатами (Q_т, H_т).

Якщо Q_т = Q_р і H_т = H_р або відхилення не перевищує 10%, то на цьому розрахунки циркуляційної насосної установки і побудови її гідравлічної характеристики закінчені.

У випадку невідповідності розрахункової робочої точки (Q_т  Q_р і H_т  H_р) виконується перерахунок характеристики насоса на нове (понижене) число обертів, використовуючи залежність параметрів насоса від числа обертів. Подача насоса буде досягнута при новому числі обертів n₁ і буде зменшуватись у пропорції:

.

Напір – і потужність – .

Перерахунок характеристики насоса на нове число обертів n₁ здійснюється в такій послідовності: для кожного значення Q_i(т), взятих з таблиці 1.6 вираховують H_i для відомих чисел обертів n₁ і n:

,

.

Дані розрахунків заносять в таблицю 1.9

Таблиця 1.9 – Перерахунок характеристики насоса на нове число обертів n₁

Q, л/с

Qн

H, м

Hн

Будують нову характеристику насоса, при n₁ (об/хв.) наносять її на характеристику насосної установки (див. Рисунок 1 .10), виділивши їх іншим кольором, чи позначенням, наприклад штриховою лінією. Отримують робочу точку, в якій і .

Приклад розрахунку:

Криві характеристик насоса і трубопроводу (див. додаток И) перетинаються в точці з координатами

Визначимо відхилення параметрів отриманої робочої точки від необхідних параметрів роботи циркуляційної установки:

;

.

Оскільки відхилення Q і H перевищують 10%, то необхідно зробити перерахунок характеристики насоса на понижену кількість обертів.

Визначаємо нове понижене число обертів насоса:

.

Перераховуємо характеристику насосу на нове число обертів насоса, використовуючи дані таблиці 1.6. Результати заносимо в таблицю 1.10 і будуємо нову перераховану характеристику насоса (див. додаток И).

Таблиця 1.10 – Перерахована характеристика насоса 3К-6а при n = 2628 об/хв.

Qi, л/с	0	1,81	3,62	5,44	7,25	7,87	8,16	9,97
Нi, м	44,69	44,54	44,12	43,41	42,42	42,01	41,81	40,40

Нова робоча точка установки має параметри:

Визначаємо відхилення параметрів нової робочої точки від необхідних параметрів роботи циркуляційної установки:

;

.

Оскільки відхилення Q і H менші 10%, то вибір насоса для циркуляційної установки завершено.