Лекция №16. Характеристики насосов.

Графические зависимости напора Н, мощности на валу N_e и к.п.д. насоса _н от его производительности Q при постоянном числе оборотов n называются характеристиками насоса (рис.6). Эти зависимости получают при испытаниях центробежных насосов, изменяя степень открытия задвижки на нагнетательной линии; они приводятся в каталогах на насосы.

С увеличением производительности при n=const напор насоса уменьшается, потребляемая мощность возрастает, а к.п.д. проходит через максимум. Небольшой начальный участок кривой H – Q, где напор слегка возрастает с увеличением производительности, соответствует неустойчивой работе насоса.

6

Насос потребляет наименьшую мощность при закрытой напорной за­движке (при Q = 0). Наиболее благоприятный режим эксплуатации цен­тробежного насоса при данном числе оборотов соответствует максимуму на кривой _н — Q.

Снимая характеристики насоса при различных числах оборотов насоса (п₁, n_it п₃, s. . .), получают ряд зависимостей Н—Q (рис.7).

На ка­ждой кривой Н—Q выделяют точки, отве­чающие некоторому постоянному значению к. п. д., которые сое­диняют между собой плавной линией. Эти линии ограничивают области, внутри кото­рых к. п. д. насоса имеет значение не меньшее, чем указанное на границе об­ласти. Линия р—р соответствует макси­мальным значениям к. п. д. при данных числах оборотов рабочего колеса. Полу­ченные таким путем графические зависимо­сти между напором, к. п. д. и производи­тельностью насоса при различных числах оборотов колеса называют универ­сальными характеристиками. Пользуясь универсальной характеристи­кой, можно установить пределы работы насоса (соответствующие максимальному значению к. п. д. ) и выбрать наиболее благоприятный режим его работы.

Рис.7. Универсальная характеристика центробежного насоса

Работа насосов на сеть.

При выборе насоса необходимо учитывать характеристику сети, т. е. трубопровода и аппаратов, через которые пере­качивается жидкость.

Характеристика сети выражает зависимость между расходом жидко­сти Q и напором Н, необходимым для перемещения жидкости по данной сети. Напор Н может быть определен как сумма геометрической высоты подачи Н_г и потерь напора h_n .

Подставив значение скорости  из уравнения расхода в уравнение Дарси, и обозначая V_сек через Q, получим, что потери напора про­порциональны квадрату расхода жидко­сти:

h_п=kQ²

где k – коэффициент пропорциональности.

Рис.8. Совмещение характеристик насоса и сети

Тогда характеристика сети выразится зависимостью, представляющей собой урав­нение параболы:

H=H_г+kQ²

Совмещение характеристик сети и насоса показано на рис.8. Точка А пересечения этих характеристик называется рабочей точкой; она отвечает наибольшей производительности насоса при его работе на данную сеть. Если требуется более высокая производительность, то необ­ходимо либо увеличить число оборотов электродвигателя, либо заменить данный насос на насос большей производительности. Увеличение произ­водительности может быть достигнуто также путем уменьшения гидравли­ческого сопротивления сети h_п. В этом случае рабочая точка переместится по характеристике насоса вправо.

Насос должен быть выбран так, чтобы рабочая точка соответствовала требуемым производительности и напору в области наибольших к. п. д.