Параллельная и последовательная работа центробежных насосов. Неустойчивость работы. Помпаж.
П
араллельное
соединение. Применяется
при ограниченной подаче отдельных
нагнетателей для покрытия неравномерного
графика с высокими расходами. При
параллельном соединении нагнетателей
полная подача группы представляется
суммой подач отдельных нагнетателей и
выполняется так, чтобы имелась возможность
выключения из работы любого нагнетателя.
Параллельное соединение дает большие
удобства в процессе регулирования
подачи группой нагнетателей путем
отключения отдельных нагнетателей и
регулирования подачи любого из них.
На схеме одинаковые насосы расположены на разных высотах и соединены общим трубопроводом несимметрично, т.е. трубопроводами разной длины. Условия всасывания насосов полагаем одинаковыми. Вертикальные размеры насосов пренебрежимо малы по сравнению с высотными размерами схемы.
П
ри
подъеме жидкости в трубах
и
насосов давление падает, потому что
энергия потока расходуется на подъем
жидкости и преодоление сопротивлений,
вызванных вязкостью. Следовательно,
чтобы получить напорные характеристики,
отнесенные к месту соединения
трубопроводов
и
,
следует произвести вычитание из ординат
характеристик насосов
и
ординаты характеристик трубопроводов
и
при произвольно задаваемых подачах.
Через полученные вычитанием ординат
точки следует провести плавные кривые
(на графике обозначены как
и
),
ординаты которых дают напоры, развиваемые
насосами
и
в месте соединения
.
Для
построения суммарной (общей) характеристики
насосов
и
,
отнесенной к месту соединения
,
следует взять на графике произвольные
значения напоров и провести для них
сложение абсцисс полученных характеристик
насосов (
и
).
Ординаты этой характеристики – напоры,
развиваемые при совместной работе
насосов. Но, с другой стороны, напор в
месте соединения
определяется
статическим напором
и
сопротивлением трубопровода
,
т.е. суммой
.
Точка
пересечения
этой характеристики с общей характеристикой
насосов (
)
определяет режим работы установки в
целом. Определение рабочих параметров
показано на графике стрелками, выходящими
из точки
.
При
параллельном соединении нагнетатели
взаимно влияют один на другой. Пусть в
установке работает только насос
.
Его рабочие параметры
и
определяются
точкой
.
Параллельное включение насоса
увеличивает подачу установки до
,
но при этом видно, что
и
,
т.е. изменились подача и напор насоса
.
, если
,
то
.
П
оследовательное
соединение. Применяется
для повышения напора, развиваемого
установкой в целом. В этом случае напорный
трубопровод насоса присоединяют к
всасывающему патрубку последующего
насоса и, т.о. происходит сложение
напоров, развиваемых насосами. Каждый
из последовательно соединенных насосов
дает одну и ту же подачу, и, следовательно,
общая характеристика (
)
получается суммированием ординат
характеристик
и
при произвольно задаваемых подачах.
График отчетливо показывает, что если
в установке работает только один насос,
то его рабочая точка
определяет подачу
и
соответствующий напор
.
При включении последовательно второго
насоса рабочая точка переместится в
положение
и
рабочие параметры установки будут
повышены до
и
.
Полученный результат можно объяснить
энергетически: включение второго насоса
последовательно к первому увеличивает
энергию потока и для равновесного,
устойчивого состояния системы должна
соответственно возрасти энергия,
затрачиваемая в трубопроводе
;
это возможно только при увеличении
подачи и напора установки.
Последовательное соединение применяется в регенеративных циклах паротурбинных установок, системах дальнего водоснабжения, нефтепроводной технике.
,при
.
Неустойчивость работы. Помпаж. С точки зрения устойчивости, сеть характеризуется аккумулирующей способностью и возникающими при неустановившихся режимах силами инерции. Аккумулирующая способность сети определяется возможностью накапливать в сети избыточную (по сравнению с установившимся течением) массу жидкости. Если в заполненной несжимаемой жидкостью сети отсутствуют воздушные или паровые пространства, то она не обладает аккумулирующей способностью. Аккумулирующая способность сети обуславливает то обстоятельство, что при неустановившихся режимах работы расход жидкости через сеть отличается от подачи машины.
В гидравлических и газовых системах, состоящих из динамических нагнетателей, трубопроводов и емкостей, могут возникать явления неустойчивости, вызванные рядом причин: изменением частоты вращения вала нагнетателя, срывом потока с лопастей, быстрым изменением расхода потребителями и т.п. Такие проявления неустойчивости при снятии возмущающей причины могут исчезнуть, и система будет работать равновесно, устойчиво. В других случаях, при наличии в системе неблагоприятных факторов, возникающая неустойчивость не исчезает и самопроизвольно системой поддерживается с нарастанием амплитуды колебаний подачи, давления, мощности нагнетателя. Такие режимы называются помпажем (автоколебания).
№ 10