Характеристики нагнетателей при переменной частоте вращения
Характеристика H=f(V) нагнетателя при na = const.
Воспользуемся формулами пропорциональности и перестроим эту характеристику на другую частоту вращения nb > na.
При этом объемный и гидравлический коэффициенты полезного действия не зависят от частоты вращения, т.е. при перестроении характеристики сохраняют свое значение в подобных режимах.
Выбрав на характеристике а произвольную точку 1а, находим на осях координат численные значения V’a и Н’a и вычислим координаты точки 1b, соответствующе частоте вращения nb
по этим координатам наносим на графике точку 1b.
Пересчет характеристик мощности N= F (V) проводится аналогичным способом по формулам пропорциональности.
На графике линии 1а, 1b, 1с, 2а, 2b, 2с являются линиям постоянных КПД. Это кубические параболы, удовлетворяющие уравнению N=eV3.
Следует иметь в виду, что при работе нагнетателя на сеть со статическим напором полный напор нагнетателя удовлетворять уравнению Н = Нст + т V2. При этом КПД машины при изменении режима не сохраняется постоянным.
Совместная характеристика Н, N, динамического нагнетателя для трех различных частот вращения, связанное условиями динамического подобия, называют характеристикой при переменной частоте вращения или регулировочной характеристикой.
Форма характеристик нагнетателей определяется их конструктивным строением и в некоторой степени физическими свойствами подаваемой жидкости (газа). Если последние меняются, то изменяются форма и положение характеристик в графике.
Простейший метод пересчета характеристик насосов в зависимости от основного влияющего фактора - вязкости.
Характеристики насосов, приводимые в справочниках, получают на стенде завода-изготовителя испытанием на чистой пресной воде при температуре не выше 323 К и плотности ρ =988кг/м3.
Вязкость влияет на гидравлическое сопротивление проточной полости насоса и определяет затраты энергии на его преодоление. При увеличении вязкости будут уменьшаться подача, напор и КПД и увеличиваться мощность насоса.
Наиболее простой способ пересчета рабочих параметров: перестроения характеристик при изменении вязкости основа на применении опытных поправочных коэффициентов.
По характеристикам напора и КПД, полученным пересчетом, легко построить характеристику мощности, пользуясь формулой
Безразмерные и универсальные характеристики нагнетателей
Характеристики, рассмотренные ранее, строятся в размерных координатных системах и определяют свойства только одного, данного нагнетателя, т.е. являются индивидуальными.
Существуют способы изображения характеристик в относительных системах координат, такие характеристики называются безразмерными и применимы для целой серии геометрически подобных нагнетателей.
Относительные, безразмерные координаты обозначаются горизонтальной черточкой над буквой, обозначающей рабочий параметр нагнетателя: V, Н, Нст, р, N.
КПД являются относительными величинами и по| этому чертой не отмечаются.
Рассмотрим в качестве примера безразмерные параметры, ' введенные ЦАГИ для построения характеристик вентиляторов.
Для двух динамических нагнетателей а и b, работающих в подобных режимах, подающих среду, сжимаемостью которой можно пренебречь, имеем
По условиям геометрического и кинематического подобий|
Поэтому
Из последних равенств следует
Вообще, для любой серии динамических подобных нагнетателей
Величину V называют безразмерной подачей или коэффициентом подачи.
Пользуясь уравнением Эйлера, можно показать, что существует величина Н, определяемая равенством
называемая безразмерным напором или коэффициентом напора и постоянная для целой серии подобных динамических нагнетателей (вентиляторов, насосов).
Аналогичным путем могут быть установлены безразмерное давление (коэффициент давления)
и безразмерная мощность (коэффициент мощности)
Коэффициент полезного действия является безразмерным параметром
Если на характеристику нагнетателя при различных n нанести точки с одинаковым КПД, определяемым по формуле:
и соединить их плавными линиями, то получим универсальную характеристику с изолиниями КПД.
