9. Пример работы насоса в сети

Пример: Центробежный насос (рисунок 10) поднимает воду на высоту , по трубопроводу длиной =800м, диаметром d=120мм. Коэффициент гидравлического трения =0,05, суммарный коэффициент местных сопротивлений =22, марка насоса К45/30, . Необходимо определить:

1. Подачу, напор и мощность, потребляемую насосом;

2. Подачу воды и мощность насосов при последовательном включении двух одинаковых насосов;

3. Подачу воды и мощность насосов при параллельном включении двух одинаковых насосов;

4. Как изменяется подача и напор насоса при уменьшении частоты вращения на 20%.

Рисунок 10.

Решение:

1) По уравнению (4.6) определяем характеристику сети:

(4.7)

В уравнении (4.7) расход Q подставляется в м /с, а так как характеристика насоса задана в л/с (табл. 12), то необходимо перевести размерность в , тогда уравнение (4.7) запишется так:

(4.8)

здесь значение расхода Q подставляется в л/с.

Задаемся значениями расхода Q и рассчитываем потребный напор Н, результаты расчетов заносим в таблицу 9.

Таблица 9.

Характеристика сети

Q, л/с	0	5	10	15	20
	11,0	14,5	25,1	42,7	66,4

По данным таблицы 9 строим характеристику сети (рисунок 11), и в этих же координатных осях, в том же масштабе строим характеристику насоса К 45/30 по точкам (см. таблицу12).

Строится по точкам напорная характеристика и зависимость КПД от подачи . Точка пересечения напорной характеристики насоса и характеристики сети (точка А, см. рисунок 11) является рабочей точкой и определяет режим работы насоса на данный трубопровод: Q = 12 л/с, Н = 32 м, = 0,705.

Вычисляем полезную и потребляемую мощность насоса, значения расхода Q подставляем в м /с (1 м /с = 10 л/с).

Полезная мощность:

Потребляемая мощность:

2) Последовательное включение двух насосов. Характеристика двух последовательно включенных насосов строится путем суммирования напоров при одной и той же подаче (см. рисунок 11).

В данном случае рабочей является точка В, которая определит подачу при совместной работе двух насосов - Q = 16,2 л/с. Режим работы каждого насоса определяет рабочая точка В .

Q = 16,2 л/с; Н =24 м; =0,66.

Имея эти данные, можно определить мощность, потребляемую каждым насосом и суммарную мощность двух насосов.

3) При параллельном включении 2-х насосов арифметически складываем подачи насосов при постоянных давлениях (рисунок 12). В этом случае рабочей является т.С, т.е. совместно насосы подают воду в трубопровод в объеме Q = 13,6 л/с, поэтому каждый насос подает Q л/с при КПД =0,62.

4) Для определения подачи и напора насоса при новой частоте вращения n' (прежняя частота n =2900 ) n'=0,8* n = 0,8*2900 = 2320 .

Рисунок 11.

Рисунок 13.

Необходимо пересчитать характеристику насоса на новую частоту вращения по формулам:

Q' = Q(n'/ n); Н' = Н(n'/ n) используя исходные данные таблицы 12.

Результаты расчета заносим в таблицу 10.

Насос К45/30 n' = 2320

Таблица 10.

Q', л/с	6,64	10	12
Н', м	22,3	19,8	17,3
	0,620	0,710	0,705

По данным таблицы 10 строим характеристику насоса при частоте вращения

n' = 2320 (рис.13). Рабочая точка D на этом режиме дает следующие значения расхода и напора: Q = 8,8 л/с; Н =20,5 м; =0,69

10. Контрольное задание 3.

Центробежный насос перекачивает воду по трубопроводу длиной L, диаметром d при коэффициенте гидравлического трения λ = 0,045 и суммарном коэффициенте местных сопротивлений . Перепад между уровнями воды в напорном и расходном резервуарах , избыточное давление в напорном резервуаре Р и марку насоса принять по таблице 11.

Методом наложения характеристик определить:

1. Подачу, напор и мощность при работе на сеть одного насоса;

2. Подачу, напор и мощность каждого насоса при последовательном включении двух одинаковых насосов;

3. Подачу, напор и мощность каждого насоса при параллельном включении двух одинаковых насосов;

4. Изменение подачи, напора и мощности одного насоса при уменьшении частоты вращения рабочего колеса на 20%.

Характеристики центробежных насосов типа К приведены в таблице 12.

Таблица 11.

Варианты задания № 3.

№	L, м	d ,м	, м	Р , Па	Марка насоса
1.	2.	3.	4.	5.	6.
1.	800	0,12	14	0	К 8/18
2.	800	0,12			К 20/18
3.	800	0,12	10	10	К 45/30
4.	800	0,12			К 45/55
5.	900	0,15	0	5*10	К 90/20
6.	900	0,16			К 90/35
7.	900	0,15	0	5*10	К 90/55
8.	900	0,12			К 90/85
9.	700	0,10	5	7*10	К 8/18
10.	700	0,10			К 20/18
11.	700	0,12	-2	2*10	К 45/30
12.	700	0,12			К 45/55
13.	600	0,15	-5	10	К 90/20
14.	600	0,15			К 90/35
15.	600	0,12	5	2*10	К 90/55
16.	600	0,10			К 90/85
17.	850	0,10	12	0	К 20/18
18.	850	0,10			К 8/18
19.	850	0,12	4	10	К 45/55
20.	850	0,12			К 45/30
21.	700	0,15	5	10	К 90/20
22.	700	0,15			К 90/35
23.	700	0,12	6	10	К 90/85
24.	700	0,15			К 90/55

Таблица 12

Характеристики центробежных насосов типа К. .

Марка насоса	Подача, л/с	Напор, м	КПД	Частота вращения (об/мин)
1.	2.	3.	4.	5.
К 8/18	1,6 3,0 3,9	20,3 17,4 14,0	0,440 0,555 0,530	2900
К 20/18	3,0 5,5 7,0	21,0 18,5 15,9	0,56 0,68 0,65	2900
К 45/55	8,3 125 16,7 19,5	62,0 57,0 50,0 44,5	0,544 0,635 0,663 0,630	2900
К 45/30	8,3 12,5 15,0	34,8 31,0 27,0	0,620 0,710 0,705	2900
К 90/85	18,0 25,0 32,0 37,5	98,0 91,0 81,0 72,5	0,630 0,680 0,685 0,660	2900
К 90/55	19,4 25,0 30,4 33,4	59,0 54,9 47,8 43,0	0,655 0,710 0,690 0,660	2900
К 90/35	18 25 33,3	37,7 34,6 28,0	0,720 0,780 0,745	2900
К 90/20	16,7 22,2 27,8	25,7 22,8 18,9	0,760 0,795 0,770	2900