Характеристики центробежных нагнетателей, работа на трубопровод. Способы регулирования подачи. Параллельное и последовательное включение центробежных нагнетателей

Теоретические характеристики центробежной машины называют графически изображенные зависимости:

H=f(Q); N=f(Q); η=f(Q); Н_ст = φ(Q); η_ст =Θ(Q).

При построении характеристики при n = const предполагается изменение аргумента Q путём изменения открытия запорного органа на выходном патрубке машины (дросселирование).

Теоретический напор приQ=0 (закрыта задвижка) будет равен абсолютной скорости υ и определится диаметром рабочего колеса и частотой вращения егоnв точкеZ– теоретическая характеристика – горизонтальная линия.

Если лопасти отогнуты назад (β₂<90), то увеличениеQвызывает снижение теоретического напора Н_т. Линия характеристики ниже горизонтальной линии.

Если лопасти отогнуты вперёд (β₂>90), то увеличениеQвызывает увеличение теоретического напора Н_т. Линия характеристики выше горизонтальной линии.

Наиболее важной характеристикой является зависимость между напором и подачей.

Действительный напор отличается от теоретического на значение потерь в проточной полости

машины. При изменении подачи машины потери напора меняются:

-в следствие изменения сопротивления проточной части пропорционально квадрату средней скорости потока;

-по причине изменения направления скорости на входе в каналы.

N H n

Error: Reference source not found

Q

Q

Q

Рассмотренные характеристики являются размерными и индивидуальными характеристиками применяемыми лишь к данной машине.

Универсальная характеристика Q-H-η. Даёт отчётливое представление об энергетических свойствах машины, т.к. для любой точки в поле графика известны расход, напор, кпд, частота вращения.

Работа на трубопровод (сеть)

Если насос присоединен к системе трубопровода, то его работа находится в зависимости от гидравлических свойств этой системы (сети). Работа сети устойчива, т.е. равенство массовых подач, проходящих через насос и трубопровод равны: М_нас=М_труб. Если насос подаёт несжимаемую жидкость, то:Q_нас=Q_труб.

Уравнение сохранения энергии для сечений О-О и Δ-Δ:

, где

L_п– полезная удельная работа насоса;

- потеря напора от гидравлического сопротивления сети от насоса до точки Δ.

Напор при турбулентном режиме:

, где

Q– характеристика трубопровода;

А – характеристика насоса;

точка α – точка единственного возможного установившегося режима работы насоса. В этой точке равенство полезной удельной работы насоса и удельной работы сети.

Основной задачей регулирования машины является подача в сеть расхода Q (м ³/с) заданного определённым графиком. При этом, как показывают характеристики, все основные параметры Н, р, N, η изменяются. Однако сеть трубопроводов и потребителей оказывают на некоторые из параметров определённые условия. Так, насосы и вентиляторы покрывая заданный график расходов должны создавать переменное давление, определяемое потребителем и гидравлическими свойствами системы трубопроводов Компрессоры в некоторых случаях работают на сеть с переменным Q, но должны обеспечивать постоянное Р, таким образом возможны различные варианты задачи регулирования подачи.

Способы регулирования подачи

1.Дросселирование при n=const.

Н_н=f(Q) – характеристика напора от подачи насоса;

Н_с=f(Q) – характеристика сети;

Установившийся режим возможен только при условии, что напор насоса равен напору сети. Это равенство со-

блюдается только в точке α. Этой точке соответствуют мощность и кпд. При прикрытии дросселя точка α передвинется по характеристике насоса влево вверх – точка α₁. Появляются новые параметры Q_1рег, H_1рег, N_1рег. Дальнейшее прикрывание вызывает смещение характеристики сети ещё больше вверх. Следовательно, дроссельное регулирование достигается введением дополнительного гидравлического сопротивления на напорном трубопроводе. Поскольку наибольшая подача достигается при полностью открытом дросселе, то регулирование применяют только с целью уменьшения подачи.

Дросселирование уменьшает мощность на валу машины и повышает долю энергии расходуемой при регулировании, что неэкономично. Однако ввиду чрезвычайной простоты этот способ имеет широкое применение.

2. Изменение частоты вращения машины, когда имеется возможность изменять частоту вращения двигателя. Данный способ дает возможность регулирования подачи в любом направлении потери энергии не имеют здесь место. Экономичен, но требует применения двигателя с регулированием оборотов (такие двигатели дороги, но энергетически эффективны).

3. Регулирование поворотными направляющими лопастями на входе в рабочее колесо. Закручивание потока поступающего в рабочее колесо влияет на напор и при заданной характеристике трубопроводов изменяет подачу машины. Лопастные направляющие аппараты бывают двух видов: осевые и радиальные.

Параллельное включение

Насосные установки обычно состоят из нескольких машин, включённых параллельно в общую трубопроводную сеть при работе установки на покрытие графика переменного расхода. Параллельное включение выполняют с целью увеличения расхода жидкости в сети. Его выгодно применять при пологой характеристике трубопровода, имеющего большой диаметр.

Общая характеристика группы насосов получается путём сложения абсцисс характеристик отдельных насосов для постоянных ординат Н_i =const. Точка пересечения об-

щей характеристики Н₁+Н₂ с характеристикой сети Н_с определяет рабочую точку параллельно работающих насосов: Q₁₊₂<Q₁+Q₂, т.е. суммарный расход параллельно работающих насосов меньше суммы расходов каждого насоса при индивидуальной работе на ту же сеть.

кпд при параллельном соединении: , если Н₁=Н₂, то .