Работа насоса на сеть


Используя рабочие характеристики для выбора насоса, необходимо четко представлять взаимосвязь параметров насоса, т.е. подачи и напора и обслуживаемой им сети. Насос может обеспечить только такие сочетания и , которые лежат на его главной рабочей характеристике .

Никакой напор в насосе не может быть создан независимо от сети, а устанавливается автоматически равным величине необходимой для покрытия всех расходов энергии в сети.

Как известно напор, требуемый сетью (12.9), состоит из двух частей – статической составляющей сети, не зависящей от подачи насоса (высота, на которую насос поднимает жидкость) и динамической составляющей сети, пропорциональной квадратам скоростей или квадратам подач на участках сети (учитывает все виды потерь напора в рассматриваемой сети). С учетом зависимости (8.9) , выражение для определения потребного напора сети можно записать так

, (14.32)

где сопротивление трубопроводов насосной установки.

Напор сети, определяемый по зависимости (14.32), будет меняться с изменением подачи и в координатах , представляет собой квадратную параболу, которая называется характеристикой сети.

Таким образом, характеристика сети представляет суммарную характеристику всасывающего и нагнетательного трубопроводов, смещенную вдоль оси напоров на величину .

По виду характеристики сети можно судить о ее сопротивлении – пологая характеристика свидетельствует о незначительных потерях напора (энергии) в сети и, наоборот, большое количество различных сопротивлений в сети приводит к большим потерям напора и кривизна квадратной параболы увеличивается (крутая характеристика).

Для определения режима работы насоса необходимо рассчитать по зависимости (14.32) и построить в одном масштабе характеристику насосной установки (сети) на одном и том же графике с характеристикой насоса (Рис. 14.6).

Равенство напора насоса и потребного напора установки получается для режима, определяемого точкой пересечения характеристик.

Точку пересечения двух характеристик (точка «а») называют рабочей точкой насоса, работающего на данную сеть. По этой точке определяют все характеристики насоса (, , и ). Заданный расход сети должен быть равен подаче насоса, а эта подача, в свою очередь, определяет как потребный напор сети, так и напор насоса, которые тоже должны быть равны.

Допустим, что насос выбран при заданной частоте оборотов и построена его главная рабочая характеристика. При постоянном режиме сети рабочая точка «» займет положение на пересечении характеристик для заданного расхода сети . Если эта точка займет положение – выше характеристики насоса, то он не может дать требуемого напора, и для работы при заданных условиях не пригоден. Если же точка оказывается ниже характеристики насоса, то насос при заданном расходе должен давать напор больше требуемого, но дать его не может, так как при расходе сеть такого напора не требует. В этом случае необходимо искусственно повысить сопротивление сети, чтобы увеличить потери напора в ней. Тогда рабочая точка перейдет в положение «» и насос создаст режим, продиктованный новым режимом сети.

При соотношении подач насос вообще не может создать напор, требуемый сетью. При соотношении , например точка «к», работа насоса возможна, если в сеть ввести дополнительное переменное сопротивление , тогда при новом режиме сети ее расход составит (на рис. 14.6 это обозначение не показано, можно получить, опустив перпендикуляр из точки «к» на ось абсцисс).

Таким образом, сопоставляя характеристику насоса с характеристикой сети, можно оценить пригодность данного насоса для заданных условий.

Рассмотрим частные случаи насосных установок.

1. Уровни жидкости в питающем и напорном резервуарах совпадают. При этом геометрический напор установки и характеристика насосной установки представляет собой кривую (Рис. 14.7). Весь напор затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений в системе. Нанесем на характеристику установки характеристику насоса. Пресечение кривой напоров насоса с характеристикой установки дает рабочую точку «а», определяющую режим работы насоса.

2. Уровень жидкости в напорном резервуаре находится ниже уровня жидкости в питающем резервуаре (Рис. 14.8). Геометрический напор при этом отрицателен , поэтому его следует откладывать вниз от оси абсцисс графика. Уровень жидкости в питающем резервуаре совместим с осью абсцисс. Построив от прямой вверх кривую потерь , получим характеристику установки. На пересечении кривой напоров характеристики насоса с характеристикой насосной установки находим точку «а», которая определяет режим работы насоса.

Точка пересечения характеристики установки с осью абсцисс дает расход в трубопроводе при отсутствии насоса. Включение насоса увеличило расход в системе на величину .