Головна

Cedil; Коефіцієнт швидкохідності.

  1. Cedil; Коефіцієнт швидкохідності.
  2. Коефіцієнт швидкохідності.

Одні і ті ж значення подачі і напору можуть бути отримані в насосах з різною частотою обертання. Природно, що конструкція робочих коліс і всіх елементів проточної частини насоса, так само як і їх розміри, при цьому змінюються. Для порівняння лопатевих насосів різних типів користуються коефіцієнтом швидкохідності, об'єднуючи групи робочих коліс за принципом їх геометричного і кінематичного подоби.

Коефіцієнтом швидкохідності ns насоса називається частота обертання іншого насоса, у всіх деталях геометрично подібного він розглядався, але таких розмірів, при яких, працюючи в тому ж режимі з напором 1 м, він дає подачу 0,075 м / с.

Чисельне значення коефіцієнта швидкохідності можна визначити, скориставшись формулами перерахунку (10) для однотипних насосів з робочими колесами різних діаметрів, які працюють зі змінною частотою обертання. Застосувавши ці формули до даного насосу і геометрично подібного йому з робочим колесом діаметром Ds і частотою обертання ns, отримаємо:

Н / 1 = (n / ns) 2 (D / Ds)2; Q / 0,075 = (n / ns) (D / Ds)3.

Виключивши з цих виразів відношення D / Ds, знайдемо:

ns = 3,65 n  / Н 3/4 (12)

Підставляючи замість подачі Q її значення з формули (10) для насосів, що перекачують воду (r = 1000 кг / м3), отримаємо іншу формулу для визначення коефіцієнта швидкохідності:

ns =  (13)

 
 

 де Nл.с - потужність насоса в кінських силах (використання подібної одиниці потужності являє собою історично сформований прийом).

Для насосів двостороннього входу в формулі (12) замість Q слід приймати Q/ 2.

Якщо в формулах (12) і (13) змінити частоту обертання робочого колеса n даного насоса, то відповідно до рівняннями (11) повинні бути перераховані натиск H, подача Q і потужність N. Легко встановити, що підстановка нових значень цих параметрів в формули (12) і (13) призводить до тих же чисельним значенням ns. Таким чином, виходить, що коефіцієнт швидкохідності залишається постійним для всіх режимів роботи насоса і залежить тільки від його конструкції. Це положення було б справедливим, якби ми не знехтували при виведенні формул для ns змінами об'ємного і гідравлічного ККД насоса при зміні режиму його роботи. Насправді значення коефіцієнта швидкохідності змінюється в широкому діапазоні. коефіцієнт ns дорівнює нулю при Q = 0 і, збільшуючись зі зростанням подачі, прямує до нескінченності при Q = Q мак и Н= 0.

Аналіз формули (12) показує, що зі збільшенням напору коефіцієнт швидкохідності насоса зменшується. Цей висновок підтверджується рис. 1, на якому наведені значення ns для високопродуктивних насосів, серійно випускаються вітчизняною промисловістю. З формули (12), в свою чергу, випливає, що збільшення подачі призводить при інших рівних умовах до підвищення коефіцієнта швидкохідності.

Отже, тихохідні насоси (насоси з малим коефіцієнтом швидкохідності) - це насоси, що мають великий напір і порівняно невелику подачу; швидкохідні насоси мають менший натиск, але більшу подачу.

Лекція № 7

Тема: Методи регулювання подачі і напору насосів. Формули перерахунку. Вплив зміна рівня води в джерелі і напірному резервуарі на режим роботи насосів при заданому опорі системи трубопроводів

Регулюванням роботи насоса називається процес штучного зміни характеристики трубопроводу або насоса для забезпечення роботи насоса в необхідної режимної точці, т. Е. Для збереження матеріального і енергетичного балансу системи.

З розвитком і укрупненням систем водопостачання та каналізації зростає необхідність регулювання подачі насосних станцій, оскільки вони є одним з найбільших енергоспоживачів. Крім того, підтримку необхідного напору в мережі призводить до зменшення витоків і аварій на трубопроводах. У зв'язку з цим в сучасному насособудуванні розробляються способи плавного регулювання параметрів насосів

Робота системи «насос - мережа" регулюється зміною характеристики мережі, частоти обертання робочого колеса насоса, геометрії проточних каналів насоса і кінематики потоку на вході в робоче колесо. Одним з найбільш поширених методів зміни характеристики мережі є спосіб дроселювання засувкою, встановленої на напірної лінії насоса. встановлення додаткового обладнання в цьому випадку не потрібно, що є основною перевагою даного способу.

Дросельне регулювання полягає у введенні додаткового опору в напірний трубопровід системи, завдяки чому характеристика Н-Q мережі піднімається більш круто Q - Нтр (Рис. 1) і перетинає характеристику насоса в режимній точці 2, відповідної необхідної подачі Q3. При цьому необхідний натиск в системі дорівнює H3, А насос розвиває напір H2. Отже, енергія N = Q3 P, де P = H2-H3, Втрачається внаслідок збільшення місцевого опору в засувці.

Корисна потужність насоса для забезпечення роботи в точці 3

Про Q3 Q л / с

Мал. 1. Характеристика системи «насос-мережа» при регулюванні роботи дросселированием

N3=

Потужність, що витрачається насосної установки в цьому випадку

N=

Тоді ККД насосної установки

h = N3/ N = h3,

звідки видно, що ККД насосної установки зменшується зі збільшенням різниці між напором, що розвивається насосом, і напором, необхідним всет.

Через істотних недоліків (неекономічність і можливість регулювання тільки в сторону зменшення подачі) спосіб дросельного регулювання можна застосовувати тільки на мають плавну характеристику невеликих насосних агрегатах, де регулювання потрібно протягом короткого часу. Для усунення нестійкої роботи насосів застосовують регулювання подачі насоса перепуском рідини з напірної лінії у всмоктувальну. Найбільш часто таке регулювання застосовується в осьових насосах, у яких крива потужності знижується зі збільшенням подачі. Перепуск рідини в усмоктувальний трубопровід покращує кавитационні якості насоса, але наявність циркуляції знижує ККД системи, вимагає пристрою циркуляційного трубопроводу і установки додаткової арматури, що ускладнює комунікації трубопроводів в приміщенні насосної станції. Тому даний спосіб не набув поширення в практиці міського водопостачання.

Регулювання подачі впусканням повітря в усмоктувальний трубопровід є більш економічним, ніж дросселирование, але дозволяє тільки обмежено змінювати подачу через різке погіршення кавітаційних якостей насоса. У системах водопостачання цей спосіб взагалі непридатний, тому що не можна подавати в мережу воду, змішану з великим об'ємом повітря.

Найбільш економічним є регулювання режиму роботи насоса зміною частоти обертання робочого колеса. Зміна частоти обертання веде до зміни характеристики Н-Q Насоса таким чином, що точка перетину кривої Нi-Qi насоса з характеристикою трубопроводу відповідає необхідній подачі Qx при напорі Нх, Т. Е. Зберігається матеріальний і енергетичний баланс системи.

Частоту обертання робочого колеса насоса можна змінювати застосуванням двигунів із змінною частотою обертання (електродвигунів постійного струму, електродвигунів змінного струму з перемиканням обмотки на різне число пар полюсів, колекторних електродвигунів, парових і газових турбін, двигунів внутрішнього згоряння).

На насосних станціях міського і промислового водопостачання найбільш широко застосовують короткозамкнені асинхронні електродвигуни, які не допускають зміни частоти обертання. В цьому випадку для зміни частоти обертання робочого колеса насоса можна з'єднати насос і електродвигун за допомогою регульованої гідромуфти або електромагнітної муфти ковзання (ЕМС), або застосувати асинхронний електродвигун з вентильно-каскадним перетворювачем.

Введенням опору (реостата) в ланцюг фазного ротора асинхронного електродвигуна змінного струму також можна змінювати частоту обертання, що дає суттєвий економічний ефект у порівнянні з дросельним регулюванням. При малих потужностях регулювання включенням опору досить просто і надійно. При великих потужностях доводиться включати великі реостати, і економічна ефективність застосовуваного методу різко знижується. Крім того, цей спосіб має наступні недоліки: зменшуються межі регулювання при малих навантаженнях і ускладнюються конструкції двигуна внаслідок додавання кілець і щіток для підключення реостата.

При застосуванні асинхронних електродвигунів, що мають обмотку на статорі, яка перемикається під час роботи двигунами на різне число пар полюсів, економічна ефективність регулювання параметрів Н і Q насосів зростає. Двигуни цього типу випускаються двох-, трьох- і ЧОТИРИШВИДКІСНОМУ.

Найбільш простим способом зміни частоти обертання ротора асинхронного електродвигуна є зміна частоти струму. В даний час розроблені частотні приводи з напівпровідниковими перетворювачами, застосування яких значно підвищує економічну ефективність регулювання параметрів насоса.

Регулювання частоти обертання ротора фазного асинхронного електродвигуна можливо також за допомогою каскадного з'єднання його з іншими машинами. Розрізняють два типи каскадного з'єднання:

електромеханічний каскад - енергія ковзання з ротора регульованого електродвигуна через випрямляч подається на якір двигуна постійного струму і повертається (за вирахуванням втрат) на вал регульованого електродвигуна за допомогою механічного зв'язку між ними;

електричний каскад - енергія ковзання з ротора регульованого

Мал. 2. Регульована гидромуфта змінного наповнення

 електродвигуна повертається безпосередньо в електромережу.

Економічна ефективність цього способу регулювання за останній час значно зросла в зв'язку із застосуванням напівпровідникових випрямлячів.

Регулювання частоти обертання робочого колеса насоса при постійній частоті обертання ротора електродвигуна можна здійснити за допомогою гідродинамічної передачі (регульованою гідромуфти).

Робочими елементами гідромуфти є колесо відцентрового насоса (рис. 2) і колесо турбіни, розміщені в загальному корпусі і гранично зближені (зазор 3-10 мм). Робоче колесо відцентрового насоса насаджено на провідний вал (електродвигуна). Колесо турбіни закріплено на відомому валу (валу насоса), співвісно з провідним валом. При обертанні ведучого вала робоча рідина, що знаходиться в каналах колеса насоса, від нього бере зріст механічної енергії і передає її лопаток колеса турбіни. При виході з колеса турбіни робоча рідина знову потрапляє під усмоктувальні отвори колеса насоса, і цикл повторюється. Основним способом регулювання частоти обертання веденого вала є зміна наповнення робочого простору коліс гідромуфти рідиною. Втрати в гідромуфті складають близько 2-3%, тому повної рівності між частотою обертання ведучого і веденого вала бути не може.

Різниця частоти обертання ведучого і веденого валів, віднесена до частоти обертання ведучого вала, називається ковзанням гідромуфти:

S = (n1-n2) / N1,

де n1 - Частота обертання ведучого вала (двигуна);

n2 - То ж, веденого вала (насоса).

Отже, частота обертання веденого вала: n2 = hг · n1 або hг = n2/ n1 (1)

З виразу (1) випливає, що втрати енергії в гідромуфті збільшуються зі зменшенням передавального числа, т. Е. Вони збільшуються при зростанні глибини регулювання. Ця обставина є недоліком гідравлічних муфт. Крім того, гідравлічні муфти конструктивно більш складні, ніж насоси, і мають занадто великі розміри, майже однакові з розмірами насосів.

Регулювання включенням опору в ланцюг ротора асинхронного електродвигуна і регулювання за допомогою гідромуфти економічно рівноцінні, так як в тому і в іншому випадку втрати енергії приводу прямо пропорційні передавальному числу (п2/ П \).

Основною перевагою регулювання частоти обертання за допомогою гідромуфт є безступінчасте, автоматичне і швидка зміна частоти обертання веденого вала.

Останнім часом створені нові системи регульованого електроприводу, які можуть бути застосовані для зміни частоти обертання робочого колеса відцентрового насоса. До них відносяться приводи з електромагнітними муфтами ковзання (ЕМС). Електромагнітна муфта складається з двох частин, що обертаються - індуктора і якоря. Якір жорстко з'єднаний з валом електродвигуна, що має постійну частоту обертання, а індуктор - з валом насоса. Якір і індуктор максимально зближені і мають між собою невеликий повітряний зазор. При відсутності електроструму в обмотці індуктора крутний момент електродвигуна не передається на вал насоса. При включенні індуктора виникає електромагнітне поле, під впливом якого індуктор з деяким ковзанням обертається услід за якорем і передає крутний момент від електродвигуна робочого колеса насоса. Частота обертання індуктора залежить від сили струму збудження.

У нашій країні випускаються асинхронні, панцирні, індукторні і порошкові ЕМС. Аналіз механічних характеристик і конструкцій ЕМС показує, що в системах водопостачання і каналізації найбільш прийнятні ЕМС индукторного типу, коефіцієнт корисної дії яких при повному порушенні ЕМС становить 0,98.

Регулювання параметрів насоса зміною геометрії проточних каналів застосовується в осьових насосах типу ОП (зміна кута установки лопатей робочого колеса).

Регулює режим роботи насоса зміною кінематики потоку на вході в робоче колесо насоса здійснюється установкою поворотно-лопатевого направляючого апарату біля входу в робоче колесо.

Поворотно-лопатевий направляючий апарат змінює момент швидкості (закрутку) потоку на вході в робоче колесо. При цьому закрутка у напрямку обертання робочого колеса (позитивна) зменшує натиск насоса, а проти обертання (негативна) збільшує натиск. Цей спосіб регулювання допускає зміну подачі на 25% при "зниженні напору на 15% і зменшення споживаної потужності на 30% номінальної. ККД насоса при зазначеній глибині регулювання знижується на 2-3%. Регулювання параметрів насоса вхідним напрямним апаратом найбільш ефективно в системах з малим статичним напором.

На підставі аналізу робіт з регулювання частоти обертання робочого колеса відцентрового насоса можна зробити наступні висновки:

1. Застосування регульованого приводу значно підвищує економічні показники насосних станцій - економія електроенергії досягає 10-15%.

2. Застосування регульованого відцентрового насоса дозволяє зменшити число насосів на насосних станціях.

3. На групу з трьох-чотирьох робочих насосів досить мати один регульований насос.

4. З існуючих способів регулювання електроприводу слід рекомендувати привід з ЕМС индукторного типу, каскадні приводи різних типів і багатошвідкісні електродвигуни. Каскадні приводи слід застосовувати для регулювання потужних агрегатів на великих насосних станціях. На середніх і малих насосних станціях більш доцільно застосовувати прості і дешеві приводи з ЕМС индукторного типу і частотні.

5. Застосування вхідних напрямних апаратів економічно доцільно і конструктивно здійсненно на великих насосних агрегатах в системах, де статичний напір становить незначну частину напору насоса.

?Вліяніе зміни рівня води в джерелі і напором

резервуарі на режим роботи насосів

Геометрична висота підйому води насосів, що встановлюються на насосних станціях / підйому, залежить від різниці рівнів води в джерелі і в змішувачі водопровідних очисних споруд. Однак рівень води в поверхневих

ТОВ QА QБ Q л / с

Мал. 2. Режим роботи насосів

а) при зміні рівня води в джерелі

б) при підвищенні рівня води в баку водонапірної башти

джерелах не залишається постійним і змінюється в залежності від гідрологічного режиму джерела. Розглянемо режими роботи насоса при змінах рівня води в джерелі від мінімального до максимального.

На рис.2, а наведені характеристики насоса Н- Q і характеристика напірного водоводу Нтр-Q (Геометричної висоти підйому Hг). Точка А перетину характеристик насоса і водоводу відповідає режиму роботи системи «насос - водовід» при мінімальному рівні води в джерелі. Координати точки А повинні задовольняти необхідним подачі QA і натиску НА. Споживання електроенергії у цьому режимі роботи NA і ККД hа.

З підвищенням рівня води в джерелі геометрична висота підйому Hг, Що дорівнює різниці відміток рівнів вільних поверхонь води в джерелі і в змішувачі, буде зменшуватися, т. Е.

-HУНВ> Hс-HУВВ і Нг> H,

де Нс - Відмітка рівня води в змішувачі;

HУНВ - Низький рівень води в джерелі;

Нувв - Високий (паводковий) рівень води в джерелі.

Втрати напору в трубопроводі практично залишаються постійними при даному витраті. З аналізу рівняння характеристики трубопроводу

H = Hr+ SQ2 випливає, що Нг є координата вершини квадратичної параболи при Q = 0. Отже, при зменшенні Hг зменшується координата вершини характеристики трубопроводу характеризується нової режимної точкою Б, що має координати Qs, HБ, NБ і hБ. Отже, при підвищенні рівня води в джерелі натиск насоса зменшується, подача і потужність збільшуються, ККД насоса знижується.

Збільшення потужності насоса викликає перевантаження електродвигуна, його нагрівання і зменшення ККД двигуна, що може привести до виходу двигуна з ладу. Щоб уникнути перевантаження двигуна необхідно регулювати подачу насоса.

При значних коливаннях рівня води в джерелі доцільно застосовувати насоси з крутопадаючих характеристикою Н-Q, При якій зміна подачі і потужності насоса буде меншим, ніж при пологій. Однак треба мати на увазі, що такі насоси мають невелику робочу частину характеристики і зміна рівня води може призвести до роботи насоса поза рекомендованого поля.

Якщо насоси подають воду в резервуари, то в момент підвищення води в джерелі слід рекомендувати підтримувати максимально можливий рівень води в резервуарі. Цей захід дозволять знизити збільшення потужності електродвигуна, тобто його перевантаження. На рис. 2 показаний метод визначення режимних точок роботи насоса при подачі води в бак вежі графічно. Характеристики трубопроводу А-Б, А11, А22 побудовані для відповідних рівнів води в баку при геометричних висотах підйому Нг о,

HГ1 і HГ2. Система працює в режимних точках 0, 1 і 2.

З аналізу графіка роботи системи «насос-мережа» слід, що при збільшенні рівня води в баку внаслідок саморегулюючої здатності насоса натиск його збільшується, а подача і потужність зменшуються. При збільшенні геометричній висоти підйому до Нг2 подача насоса Q2 менше, критичної подачі Qкp і режим роботи насоса буде знаходитися в області нестійкої роботи з усіма наслідками, що випливають з цього.

Отже, насоси, що працюють на напірні резервуари та безбашенні системи водопровідної мережі, повинні мати пологі характеристики Н- Q без западаючою гілки. При аналізі режиму роботи насоса необхідно уточнювати тривалість роботи насоса при різних рівнях води в баку і в залежності від цього підбирати насос з оптимальним ККД на диктує рівень води в баку.

?Параллельная робота насосів

Паралельною роботою насосів називається одночасна подача рідини кількома насосами в загальний напірний колектор (рис. 3). Необхідність в паралельній роботі декількох однакових або різних насосів виникає в тих випадках, коли неможливо забезпечити необхідну витрату води подачею одного насоса. Крім того, оскільки водоспоживання в місті нерівномірно по годинах доби і по сезонах року, то подачу насосної станції можна регулювати числом одночасно працюючих насосів.

При проектуванні спільної роботи відцентрових насосів потрібно добре знати їх характеристики; підбирати насоси слід з урахуванням характеристики трубопроводу.

Відцентрові насоси можуть працювати паралельно за умови рівності

Якщо один з насосів має напір менше, ніж інші, то він може бути підключений на

паралельну роботу тільки в поле рекомендованої роботи. При підвищенні напору в системі цей насос може брати участь в роботі, але його ККД буде падати. При досягненні максимального напору подача насоса буде дорівнює 0. Подальше збільшення напору в системі призведе до закриття зворотного клапана і виключення насоса з роботи. Тому для паралельної роботи слід підбирати насоси однотипні з рівними або незначно відрізняються тисками і подачами.

Різні схеми паралельної роботи насосів застосовуються вельми часто для водопостачання і перекачування стічних вод, де доцільно подачу від декількох насосів або станцій об'єднувати в загальний колектор. Розрахунок режиму роботи за такими схемами можна виробляти аналітичним або графічним способом. У практиці проектування насосних станцій найбільшого поширення набув графічний спосіб.

При паралельній роботі насосів в мережу можливі наступні варіанти компоновки системи «насоси - мережа»:

в системі працює кілька насосів з однаковими характеристиками;

в системі працює кілька насосів з різними характеристиками;

насоси підключені до загального трубопроводу на близькій відстані один від одного

(Див. Рис. 3), т. Е. Втрати напору від насоса до напірного водоводу вважають рівними для всіх встановлених насосів, або ж насоси знаходяться на досить великій відстані один від одного, т. Е. Різниці втрат напору від насоса до приєднання до загальному напірного трубопроводу необхідно враховувати.

?Параллельная робота декількох насосів з однаковими характеристиками.

При побудові характеристики декількох паралельно працюючих насосів на загальний напірний трубопровід підсумовують подачі насосів при рівних напорах.

Розглянемо побудову графічної характеристики трьох паралельно працюючих насосів типу Д800-57 на два однакових трубопроводу. У координатах Q, Н, N, h і Dh наносимо паспортні енергетичні характеристики насоса Д800-57. Так як насоси однакові, то характеристики збігаються і їх позначають Н-QI, II,III (Див. Рис. 3).

Для побудови сумарної характеристики Н-QI, II,III довільно вибираємо напори НА, Н Б і Н в в межах рекомендованої робочої частини характеристики Н-QI, II,III складаємо подачі Qa, Qб Qb. Для двох паралельно працюючих насосів A '= 2QA, Б '= 2QБ і В '= 2QB, Для трьох насосів A "= 3QА, Б "= 3QБ і В "= 3Qв. За отриманими точкам А ', Б' і В ? будуємо сумарну характеристику Н-QI, II, двох паралельно працюючих насосів, а по точках А ", Б" і В "характеристику Н-QI, II,III трьох насосів. Аналогічним побудовою знаходимо характеристику Н-Qтр 1 + 2паралельної роботи двох напірних трубопроводів.

Сумарну фактичну подачу двох насосів на два водоводи визначають за координатами Q1 + 2 і Нб точки Б ', т. е. точки перетину характеристик Н-Q1 + 2 и Н-Qтр 1 + 2. Сумарну фактичну подачу трьох насосів на два водоводи визначають за координатами Q1 + 2 + 3 і НА точки А ", т. е. точки перетину характеристик Н-Qтр 1 + 2+3 и Н-Qтр 1 + 2

Для визначення подачі одного насоса при їх спільній роботі слід провести з точки А "лінію, паралельну осі абсцис до перетину з характеристикою Н-QI,II,III в точці А. Координати точки А визначають подачу QI,II,III/ 3 і натиск НА кожного насоса при їх одночасній роботі на систему з характеристикою Н-Qтр 1 + 2. Для знаходження ККД насоса з точки А, підіймали перпендикуляр до перетину з кривою h-QI,II,III в точці 1. Координати цієї точки визначають ККД насоса при паралельній роботі трьох насосів. Для визначення споживаної потужності і допускається кавитационного запасу опускаємо перпендикуляр до перетину з кривими N-QI,II,III и Dh-QI,II,III в точках 2 і 3. Координати цих точок відповідно визначають споживану потужність і допустимий кавітаційний запас насоса при спільній їх роботі. З рис. 3 випливає, що подача кожного насоса при паралельній роботі дорівнює 1/3 їх сумарної подачі, т. Е. Q1 = Q1 + 2 + 3 / 3.

При паралельній роботі двох з розглянутих насосів їх подача, напір, споживана потужність, ККД і вакуумметричного висота всмоктування визначаються по режимній точці Б ''. При роботі одного з розглянутих насосів режим його роботи визначається робочою точкою В. З рис. 3 видно, що сумарна подача трьох і двох паралельно працюючих насосів менше сумарної подачі цих же насосів при окремою їх роботі на дану систему напірних трубопроводів, т. Е. Qi+ii+iii <3 Qi і Q1 + 2 <2Q1.

Зниження сумарної подачі пояснюється тим, що при збільшенні подачі зростає натиск в трубопроводі (HА> НБ і HБ > HВ), Що веде до зменшення подачі кожного насоса при їх спільній роботі в порівнянні з подачею при одиночній роботі насоса на дану систему.

Зменшення подачі залежить як від збільшення напору в трубопроводі, так і

від крутизни характеристики насоса. Тому паралельна робота насосів може бути досить ефективною при пологах характеристиках трубопроводів.

?Параллельная робота декількох насосів з різними

характеристиками.

 
 

 Паралельна робота насосів з різними характеристиками можлива в тому випадку, коли напір, що розвиваються насосами, дорівнюватимуть. На рис. 4 наведені характеристики насоса Д800-57 с / 1 = 980 хв-1 (Н-QI) І насоса Д800-57 з п = 1450 хв-1 (Н-QII ). Другий насос розвиває більший натиск. Перший насос може почати роботу паралельно з другим

лише після того, як натиск другого насоса зменшиться у зв'язку зі збільшенням подачі до максимального напору Н А, Що розвивається першим насосом при закритій засувці. Від точки А і має бути розпочато побудову сумарною характеристики Н Q1 + 2 шляхом складання абсцис обох характеристик, відповідних точкам з рівними тисками. Точка Б, отримана перетином кривої Н Q1 + 2 з характеристикою трубопроводу Н QТР1 + 2, Є режимною точкою спільно працюючих насосів. Якщо характеристики насоса і трубопроводу перетнуться вище точки А, То їх спільна робота стане неможливою.

Режим роботи кожного насоса при їх спільній роботі визначається наступним чином: з точки Б проводимо лінію, паралельну осі абсцис, до перетину з характеристиками Н QII и Н QI в точках 1 і 2. Через точки 1 і 2 проводимо вертикальні лінії, точки перетину яких з кривими h-Q і N-Q Визначають ККД і потужність кожного насоса при їх спільній роботі.

Точки 3 і 4 перетину характеристик НQII и Н QI насосів з характеристикою Н Qтр.1 + 2 трубопроводу визначають режим роботи кожного насоса при одиночній роботі.

Для стійкої паралельної роботи насосів необхідно, щоб їх характеристики були плавно знижуються. При паралельній роботі насосів,

мають характеристики Н Q (з підйомом спочатку роботи), робота насосів буде стійкою тільки в тому випадку, якщо режимна точка роботи системи «насоси- мережу» розташована на одній лінії або нижче точки А, т. Е. При напорі, що дорівнює або меншому напору, що розвивається насосом при закритій засувці.

Якщо на насосній станції встановлено насоси з пологої характеристикою Н Q і розташовані вони несиметрично щодо напірного трубопроводу, то для визначення більш точних режимних точок роботи кожного насоса при паралельній роботі необхідно побудувати наведені характеристики Н-Q", Для чого будують характеристики всмоктуючого і напірного трубопроводів в межах насосної станції і віднімають ординати отриманих характеристик з ординат характеристик відповідних насосів.

?Параллельная робота насосів, розташованих на різних насосних станціях.

У системах водопостачання, що мають кілька джерел живлення, застосовують схему подачі води кількома насосними станціями в загальні колектори. В цьому випадку необхідно розраховувати систему паралельно працюючих насосів, розташованих на різних насосних станціях.

Подібні схеми часто застосовують і при перекачуванні стічних вод окремих районів каналізування в напірний трубопровід інший каналізаційної насосної станції. Такі схеми дозволяють значно скоротити протяжність напірних трубопроводів і зменшити капітальні витрати.

Для розрахунку системи необхідно визначити характеристику паралельної роботи насосів, встановлених на кожній станції. Цей розрахунок проводиться так само, як і для паралельно працюючих насосів, встановлених на близькій відстані один від одного. Потім будуються наведені характеристики

до точки виходу напірних водоводів з насосної станції.

 
 

 Отримавши наведену сумарну характеристику паралельної роботи насосів на першій

насосної станції НQ ?1нс і на другий насосної станції

НQ ?1нс (Рис. 5), будуємо характеристики трубопроводів від першої НQтр1нс-А і другий НQтр2нс-А насосних станцій до точки А з урахуванням різниці статичних напорів станцій. Віднімаючи ординати характеристик трубопроводів НQтр1нс-А и НQтр1нс-А з ординат відповідних сумарних наведених характеристик НQ ?1нс и НQ ?2НС , Отримаємо наведені сумарні показники першої

НQ ??1нс-А і другий НQ ??1нс-А насосних станцій, наведені до точки А (злиття двох потоків).

будуємо характеристику НQ ??1нс-А-Б трубопроводу від точки А до заданої точки подачі води Б. Складаємо наведені характеристики першої і другої насосних станцій, для чого при довільно обраних напору Н1, H2 и Н3 складаємо абсциси характеристик. За отриманими точкам 1, 2 і 3 будуємо
 криву сумарною характеристики паралельної роботи двох насосних
 станцій. Точка В перетину характеристики водоводу НQТра-Б і характеристики паралельної роботи насосних станцій НQ1нс + 2НС є режимною точкою роботи системи «насосні станції-водовід» .Для визначення подачі кожної станції потрібно від точки В провести лінію, паралельну осі абсцис до перетину з кривими НQ ??1нс-А и НQ ??2НС-А відповідно в точках 4 і 5 Напір насосів на кожній насосній станції визначається точками 6 і 7, отриманими перетином перпендикулярів, восставленний з точок 4 і 5, з кривими характеристик паралельної роботи насосів на кожній насосній станції. Для визначення робочої точки кожного насоса слід знести режимні точки 6 і 7 роботи кожної станції на індивідуальні характеристики насосів, що працюють на насосній станції.

? Послідовна робота насосів

Послідовної називається робота насосів, при якій один насос (I ступінь) подає рідину, що перекачується в усмоктувальний патрубок (іноді в усмоктувальний трубопровід) іншого насоса (II ступінь), а останній подає її в напірний водовід (рис. 6).

В умовах проектування і будівництва насосних станцій послідовну роботу насосів застосовують в тих випадках, коли рідина подається по трубах на дуже великі відстані або на велику висоту. У деяких випадках перекачувати рідину можна тільки послідовно працюючими насосами. Так, наприклад, на насосних станціях, які перекачують осад, в момент запуску робочого насоса потрібно створити напір, який перевищує напір, що розвивається насосом, і який можна створити при послідовній роботі двох насосів. Послідовне з'єднання застосовують і в тих випадках, коли необхідно при постійному (або майже посто
 
 

 янном) витраті збільшити натиск, що неможливо зробити одним насосом.

Розглянемо випадок послідовної роботи поруч встановлених двох однотипних відцентрових насосів (див. Рис. 6). Для побудови сумарної характеристики Н-Q1 + 2 послідовної роботи двох однотипних насосів необхідно скласти ординати характеристики Н-Q1,2 при однакових подачах. Візьмемо довільно подачі QA, QB і QB і складемо напори. При закритій засувці натиск Н = 2Но, При подачі QA натиск НА = 2 аг, відповідно НБ = 2бд і Нв = 2ве, Отримані точки А, Б і В з'єднують плавною кривою, яка є сумарною характеристикою послідовної роботи відцентрових насосів.

З рис. 6 видно, що напір одного насоса недостатній навіть для підйому води на геометричну висоту Нг. При підключенні другого однотипного насоса з такою ж характеристикою виявляється, що насоси розвивають натиск, достатній, щоб підняти воду на висоту Нг і подолати опір в трубопроводі при заданій подачі.

Режимна точка роботи послідовно з'єднаних насосів визначається точкою К, отриманої перетином сумарною характеристики Н-Q1 + 2 з характеристикою трубопроводу Н-Qтр. Якщо насоси встановлені послідовно на одній станції, то при побудові характеристики трубопроводу необхідно врахувати втрати на ділянці від напірного патрубка насоса 1 до всмоктуючого патрубка насоса 2 і внести поправку в характеристику Н-Q2. Ігнорувати втрати в сполучному ділянці неприпустимо, так як зазвичай діаметри арматури і трубопроводу, що з'єднує насоси, приймають рівними діаметру всмоктувального патрубка насоса 2. Внаслідок великих швидкостей руху рідини втрати напору на цій ділянці відносно великі. З цієї ж причини необхідно прагнути до максимального спрощення сполучного трубопроводу, по можливості уникаючи поворотів. Слід зазначити, що послідовне з'єднання насосів зазвичай економічно менш вигідно, ніж застосування одного насоса.

Два послідовно з'єднаних насоса пускають у хід наступним чином. При закритих засувках 1 і 2 (див. Рис. 6) включають насос 1. Після того як насос 1 розвине натиск, рівний напору при закритій засувці, відкривають засувку 1 і пускають насос 2. Коли насос 2 розвине натиск, рівний напору о, Відкривають засувку 2.

При послідовній роботі насосів слід звертати особливу увагу на вибір насосів, так як не всі вони можуть бути використані для послідовної роботи за умовами міцності корпусу. Ці умови обумовлюються в технічному паспорті насоса. Зазвичай послідовне з'єднання насосів допускається не більше ніж на два ступені.

Послідовно з'єднані насоси можна розташувати в одному машинному залі, значно скоротивши експлуатаційні витрати і капітальні вкладення на будівництво будівлі станції, але в цьому випадку необхідно встановлювати арматуру підвищеної міцності і виконувати більш масивні кріплення і упори труб. Тому іноді доцільніше розміщувати насоси на відстані один від одного при транспортуванні води на велику відстань.



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   Наступна

Cedil; Коефіцієнт швидкохідності. | Divide; Побудова характеристик насосів | Divide; несталий і перехідні режими роботи насосів | Divide; Характеристика трубопроводу | Тема: Конструкції насосів: динамічних, об'ємних |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати