15.4.Характеристика насосной установки. Работа насоса на сеть
На рис. 15.6 изображена схема насосной установки.
К насосу 7, приводимому в движение электродвигателем 6, жидкость поступает из приемного резервуара 1 по подводящему трубопроводу12. Насос нагнетает жидкость в напорный резервуар2 по напорному трубопроводу3. На напорном трубопроводе имеется регулирующая задвижка8, при помощи которой изменяется подача насоса, Иногда на напорном трубопроводе устанавливают обратный клапан10, автоматически перекрывающий напорный трубопровод при остановке насоса и препятствующий возникновению обратного тока жидкости из напорного резервуара. Если давление в приемном резервуаре отличается от атмосферного или насос расположен ниже уровня жидкости в приемном резервуаре, то на подводящем трубопроводе устанавливают монтажную задвижку11, которую закрывают при остановке или ремонте насоса. В начале подводящего трубопровода часто предусматривают приемную сетку13, предохраняющую насос от попадания твердых тел, и пятовой клапан14, дающий возможность залить насос, а также подводящий трубопровод 12 жидкостью перед пуском. Работа насоса контролируется по расходомеру4, который измеряет подачу насоса, и по манометру5 и вакуумметру или манометру 9, дающим возможность определить напор насоса.
Для того чтобы перемещать жидкость по трубопроводам установки из приемного резервуара в напорный, необходимо затрачивать энергию на подъем жидкости на высоту Н. (разница уровней свободных поверхностей жидкости в приемном и напорном резервуарах), на преодоление разности давлений р2 — р1 в резервуарах и на преодоление суммарных гидравлических потерьΣh, подводящего и напорного трубопроводов. Таким образом, энергия, необходимая для перемещения единицы веса жидкости в установке, илипотребный напор
Hпотр = Нг + (Р2 —Р1)/ρg + Σh = НСТ + Σh, (15.15)
где НСТ = Нг + (Р2 —Р1)/ ρg— статический напор установки.
Характеристикой насосной установкиназывается зависимость потребного напора от расхода жидкости. Геометрический напорН г, давленияР2иР1 и, следовательно, статический напорНСТ, от расхода не зависят. При турбулентном режиме гидравлические потери пропорциональны квадрату расхода:
Σhп = kQ2,
где Σhп - сопротивление трубопроводов насосной установки.
Таким образом, характеристика насосной установки представляет собой суммарную характеристику подводящего и напорного трубопроводов, т.е последовательного соединения трубопроводов.
Σhп = kQ2,
смещенную вдоль оси напоров на величину Нст (рис. 15.7).
Насос должен работать на таком режиме, при котором потребный напор равен напору насоса, т. е. при котором энергия, потребляемая при движении жидкости по трубопроводам установки, равна энергии, сообщаемой жидкости насосом.
Для определения режима работы насоса следует на одном и том же графике в одинаковых масштабах нанести характеристики насоса и насосной установки (рис.15.8).
Равенство напора насоса и потребного вапора установки имеет место в рабочей точке, которая является пересечением характеристик насоса и трубопровода.
Чтобы изменить режим работы насоса, необходимо изменить характеристику насосной установки, или характеристику насоса.
Характеристику установки можно изменить при помощи регулирующей задвижки - это будет регулирование дросселированием .
Если задвижку прикрыть, то сопротивление трубопроводов увеличится, характеристика насосной установки пойдет круче (рис. 15.9а) и точка пересечения характеристик насоса и насосной установки переместится влево (из А в В)
Подача насоса при этом уменьшится QB>QA. Регулирование дросселированием связано с дополнительными потерями энергии в задвижке и поэтому неэкономично. Однако этот способ регулирования весьма прост, вследствие чего он получил наибольшее распространение.
Характеристика насоса будет другой, если изменить его частоту вращения (рис. 15.9б). Например, при увеличении частоты вращения характеристика насоса смещается вверх и точка пересечения характеристик насоса и насосной установки перемещается по характеристике насосной установки вправо (из А вВ). При этом подача насоса возрастает. Этот способ регулирования значительно экономичнее, чем дросселирование. Однако для него необходим привод с переменной частотой вращения.