Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow Водоснабжение и водоотведение

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

5.4. Графические энергетические характеристики насосов

Основные параметры лопастных насосов (подача Q, напор Я, мощность N, коэффициент полезного действия η и частота вращения вала рабочего колеса п) находятся в определенной зависимости, которая лучше всего уясняется из рассмотрения характеристик кривых (рис. 5.3).

Характеристикой насоса называют графически выраженную зависимость Я, Ν, η от подачи Q при постоянной частоте вращения вала рабочего колеса и, вязкости и плотности жидкой среды на входе в насос.

Значение напора, мощности и КПД для ряда значений подачи могут быть представлены в виде системы точек в координатах Q–Н, Q–N, Q–η. Соединяя точки плавными кривыми, получаем непрерывную графическую характеристику зависимости рассматриваемых параметров от подачи насоса при постоянной частоте вращения п. Основной характеристикой кривой насоса является график, выражающий зависимость развиваемого им напора от подачи Я = = /(О при постоянной частоте вращения п = const.

При расчете режима работы насоса пользуются паспортными характеристиками, которые получают опытным путем при испытании насоса на заводе-изготовителе (рис. 5.3).

Максимальному значению КПД соответствуют подача О и напор Яр (расчетные параметры). Точку Р характеристики Q–Н, отвечающую максимальному значению КПД, называют оптимальной режимной точкой (рис. 5.3, а).

Энергетические характеристики центробежного насоса

Рис. 5.3. Энергетические характеристики центробежного насоса:

а – стабильная; 6 – восходящая

Из теоретической зависимости Н от Q следует, что с уменьшением подачи напор возрастает и достигает максимального значения при подаче, равной нулю, т.е. при закрытой задвижке на напорном трубопроводе. Однако испытания насосов показывают, что некоторые насосы развивают максимальный напор после открытия задвижки, напор возрастает при начальном увеличении подачи, а затем падает. Такие графические характеристики называют восходящими (рис. 5.3, б).

Из графика 5.3, б очевидно, что напору Я соответствуют две подачи – Qa и Qб. Изменение подачи насоса наступает внезапно, сопровождается сильным шумом и гидравлическими ударами, сила которых зависит от диапазона изменения подачи и длины трубопровода. Работу насоса в пределах подачи от нуля до Q1 называют областью неустойчивой работы.

На кривых Q–Н нанесены извилистые линии, выше и ниже которых насос не рекомендуется применять но экономическим соображениям, так как КПД насоса резко снижается. Участок кривой в пределах извилистых линий называют рабочей частью характеристики.

Требуемый напор в системе водоснабжения равен геометрической высоте подъема и потерям напора (в м):

где , т.е. графическая характеристика системы выражается квадратичной параболой с вершиной на оси ординат в точке

В системе координат Q и II можно изобразить характеристики насоса и системы. Точка пересечения кривых Q–H насоса и системы является режимной точкой работы системы.

При подборе насоса нужно стремиться к тому, чтобы требуемый режим работы насоса лежал в области максимального значения КПД насоса и высота всасывания не превышала предела, установленного для данного насоса.

5.5. Параллельное и последовательное включение центробежных насосов

Параллельная работа нескольких однотипных насосов

Параллельной работой насосов называют одновременную совместную работу нескольких насосов на общий напорный трубопровод (рис. 5.4, а); она применяется в том случае, когда требуемый расход воды невозможно обеспечить подачей одного насоса. При значительных изменениях расхода, связанных с суточными или сезонными графиками водопотребле- ния, целесообразно регулировать подачу изменением числа совместно действующих насосов. В этом случае также возникает необходимость в совместной работе нескольких одинаковых или разнообразных насосов. Для построения суммарной характеристики Q–H при совместной работе нескольких насосов на общий напорный коллектор складывают подачу насосов при одинаковых значениях напора. На рис. 5.5 представлена рабочая характеристика Q–Н трех насосов.

Схемы параллельной (а) и последовательной (б) работы насосов

Рис. 5.4. Схемы параллельной (а) и последовательной (б) работы насосов

Графические характеристики параллельной работы трех одинаковых насосов

Рис. 5.5. Графические характеристики параллельной работы трех одинаковых насосов:

– характеристика одного насоса (любого из находящихся в параллельной работе);– характеристика совместной работы двух насосов; характеристика совместной работы трех насосов; – характеристика работы одного трубопровода; – характеристика параллельной работы двух одинаковых трубопроводов; – график КПД насоса;– график потребляемой мощности насоса; – график допускаемой вакуумметрической высоты всасывания насоса; 1,2,3 – пример нахождения величин КПД, потребляемой мощности и допускаемой вакуумметрической высоты всасывания насоса в выбранной режимной точке работы насоса А; А, Б, В – режимные точки работы соответственно одного из трех насосов, одного из двух насосов и одного насоса вакуумметрическую высоту всасывания насоса при совместной работе. Из рисунка следует, что подача каждого насоса равна 1 /3 их суммарной подачи, т.е.

Так как насосы одного типоразмера, то их характеристики совпадают. Для получения суммарной характеристикиутраиваем абсциссу характеристики при выбранных величинах напора, которые выбираются произвольно. Для двух параллельно работающих насосов:и, для трех насосов:

.

По полученным точкам и В' строим суммарную характеристику параллельно работающих двух насосов, а по точкам характеристикупараллельно работающих трех насосов.

Аналогичным приемом строим характеристику параллельной работы двух одинаковых трубопроводов.

Суммарную фактическую подачу трех насосов можно определить по режимной точке, т.е. по точке пересечения характеристикии характеристики водоводов

Для определений подачи, мощности и КПД каждого насоса при их совместной работе необходимо провести из точкилинию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с характеристикойв точке А. Координаты этой точки определяют подачу и напор каждого насоса при их совместной работе. Для определения КПД насоса необходимо в точке А восстановить перпендикуляр до пересечения с кривойв точке 1. Координаты этой точки определяют КПД насоса при данной подаче. Для определения потребляемой мощности и допускаемой вакуумметрической высоты всасывания необходимо опустить перпендикуляр до пересечения с кривыми и в точках 2 и 3. Координаты этих точек соответственно определяют потребляемую мощность и допускаемую

При параллельной работе двух из рассматриваемых насосов на данный трубопровод их подачу, напор, потребляемую мощность, КПД и вакуумметрическую высоту всасывания определяют по режимной точке Б. При работе одного из рассматриваемых насосов на данный трубопровод режим его работы определяется рабочей точкой В. Из графика на рис. 5.5 очевидно, что суммарная подача двух и трех параллельно работающих насосов меньше суммарной подачи этих же насосов при раздельной их работе, т.е. и

Снижение суммарной подачи объясняется тем, что при возрастании подачи возрастает давление в трубопроводе (и), что ведет к уменьшению подачи каждого насоса по сравнению с одиночной работой.

Величина уменьшения подачи зависит как от увеличения давления в заданном трубопроводе, так и от крутизны кривой Q-H насоса, поэтому параллельная работа насосов может быть достаточно эффективной при пологих характеристиках трубопроводов.

Параллельная работа насосов с различными характеристиками возможна в том случае, когда напоры, развиваемые насосами, будут равны.

Последовательная работа насосов. Последовательной работой двух насосов называют вариант их соединения, когда напорный патрубок одного насоса присоединяют к всасывающему патрубку второго насоса (см. рис. 5.4, б), применяется в случае необходимости увеличения напора при постоянном расходе. При построении суммарной характеристики последовательно работающих насосов складывают напор (ординаты) при одинаковых подачах (абсциссах) (рис. 5.6). Последовательную работу насосов применяют в тех случаях, когда жидкость подается по трубам на очень большие расстояния или на большую высоту.

Графическая характеристика последовательной работы двух одинаковых центробежных насосов

Рис. 5.6. Графическая характеристика последовательной работы двух одинаковых центробежных насосов:

– суммарная характеристика последовательной работы двух однотипных насосов;– характеристика одного из двух насосов; – характеристика трубопровода (-ов); К – режимная точка работы последовательно соединенных насосов; 1,2 – задвижки

Выберем произвольно подачии сложим значения напоров:и. Полученные точки А, Б и В соединяют плавной кривой, которая является суммарной характеристикой последовательной работы центробежных насосов.

Режимная точка работы последовательно соединенных насосов определяется точкой К, полученной пересечением суммарной характеристикис характеристикой трубопровода

Два последовательно соединенных насоса приводят в действие посредством пуска насоса I на закрытые задвижки (см. рис. 5.6). После того как насос I разовьет напор, открывают задвижку 1 и пускают насос II. Когда насос II разовьет напор 2Н0, открывают задвижку 2.

Последовательная работа насосов чаще применяется на насосных станциях систем водоотведения, так как выпускаемые фекальные насосы развивают небольшой напор.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>