Работа насосов на сеть

 

При выборе насоса необходимо учитывать характеристику сети, т. е. трубопровода и аппаратов, через которые перекачивается жидкость.

Характеристика сети выражает зависимость между расходом жидкости Q и напором Н, необходимым для перемещения жидкости по данной сети. Напор Н может быть определен как сумма геометрической высоты подачи Н_г и потерь напора h_п (см. уравнение 12а). Подставив значение скорости w из уравнения расхода (25) в уравнение (102), и обозначая V_сек через Q, получим, что потери напора пропорциональны квадрату расхода жидкости:

,

где k – коэффициент пропорциональности.

Тогда характеристика сети выразится зависимостью, представляющей собой уравнение параболы:

.

Совмещение характеристик сети и насоса показано на рис. 8. Точка А пересечения этих характеристик называется рабочей точкой; она отвечает наибольшей производительности насоса Q₁ при его работе на данную сеть. Если требуется более высокая производительность, то необходимо либо увеличить число оборотов электродвигателя, либо заменить данный насос на насос большей производительности. Увеличение производительности может быть достигнуто также путем уменьшения гидравлического сопротивления сети . В этом случае рабочая точка переместится по характеристике насоса вправо.

Насос должен быть выбран так, чтобы рабочая точка соответствовала требуемым производительности и напору в. области наибольших КПД.

Совместная работа насосов. На практике иногда применяют параллельное или последовательное соединение насосов, работающих на данную сеть.

При параллельном соединении общую характеристику насосов получают сложением абсцисс характеристик каждого из насосов для данного напора. На рис. 9, а показана характеристика двух одинаковых насосов, работающих параллельно. Совмещение характеристики сети с общей характеристикой насосов показывает, что рабочая точка В в этом случае соответствует производительности Q₂, большей, чем производительность одного насоса Q₁ (точка А). Однако общая производительность всегда будет меньше суммы производительностей насосов, работающих отдельно друг от друга, что связано с параболической формой характеристики сети. Чем круче эта характеристика, тем меньше приращение производительности. Поэтому параллельное включение насосов используют для увеличения производительности насосной установки, когда характеристика сети является достаточно пологой. Увеличение напора при этом незначительно.

При последовательном соединении насосов общую характеристику получают сложением напоров насосов для каждого значения производительности.

Рис. 9. Совместная работа насосов: а – параллельное соединение, б – последовательное соединение

На рис. 9, б представлена общая характеристика двух одинаковых насосов, соединенных последовательно. Точка пересечения этой характеристики с характеристикой сети (рабочая точка В) соответствует суммарным напору и производительности (Н₂ и Q₂) последовательно соединенных насосов, работающих на данную сеть. При таком соединении насосов удается значительно увеличить напор, если характеристика сети является достаточно крутой.

Коэффициент быстроходности. Этот коэффициент, называемый также удельным числом оборотов n_s представляет собой число оборотов такой геометрически подобной модели колеса, которая при одинаковом КПД и производительности 0,075 м²/с развивает напор 1 м. Коэффициент быстроходности является основной характеристикой серии подобных насосов, имеющих одинаковые углы и (см. рис. 5) и коэффициенты и .

Коэффициент быстроходности n_s (мин^-1) можно определить по уравнению

,

где п – число оборотов насоса, мин^-1: Q – производительность насоса при максимальном КПД, м³/с; Н – полный напор насоса, м.

Из приведенного уравнения следует, что при постоянном числе оборотов колеса п коэффициент быстроходности n_s возрастает с увеличением производительности и уменьшением напора. Поэтому в общем случае тихоходные колеса применяют для получения повышенных напоров при малой производительности, а быстроходные — для достижения высоких производительностей при небольших напорах,

Колеса центробежных насосов в зависимости от значения коэффициента быстроходности n_s делятся на три основных типа:

Тихоходные ....... 40…80

Нормальные ...... 80…150

Быстроходные ..... 150…300