3.4. Работа насоса на сеть

Необходимо, чтобы насос по своей характеристике соответствовал характеристике трубопровода, при этом max. отклонение КПД работающего насоса не должно превышать 5–7% оптимального значения.

Для определения требуемого напора насоса с учетом сопротивлений во всасывающем и напорном трубопроводах используется следующая формула:

,м, (32)

где Н_г – геометрическая высота подъема жидкости, м;

h_вс и h_н – потери напора (энергии) при движение жидкости во всасывающей и нагнетательной линии трубопровода, м.

Из гидравлики известно, что потери напора в трубах могут быть выражены следующим образом:

, м, (33)

где s – сопротивление трубопровода.

Следовательно, полный напор насоса может быть представлен как:

,м. (34)

Так как для заданных условий H_Г и H_св известны, то формула может быть записана как:

. (35)

Выражение является характеристикой насосной установки. Если характеристику трубопровода предоставить на одном графике с рабочей характеристикой насоса , то точка пересечения характеристик будет рабочей точкой насоса. Если рабочая точка отвечает оптимальному режиму работы насоса, то он подобран правильно.

Рис. 5. Определение рабочей точки насоса

Если пропускная способность трубопровода Q_в меньше подачи насоса Q_a , то энергия двигателя заканчивается на создании излишнего напора ∆Н = Н_в – Н_в, который вхолостую гасится задвижками. Если пропускная способность трубопровода Q_c больше подачи насоса Q_a, то подача жидкости в трубопровод в необходимом количестве невозможна. В этом случае для получения рабочей точки С необходимо или применить насос с другой характеристикой, или увеличить число оборотов насоса, или уменьшить потери напора в сети.

3.5. Упрощенные формулы для определения потерь напора в трубах

Условия движения воды в трубах при пропуске пожарных расходов в большинстве случаев соответствуют сопротивлениям, при которых коэффициент гидравлического трения не зависит от числа Рейнольдца и является велечиной постоянной. В том случае при пользовании формулой Дарси-Вейсбаха можно заранее подсчитать значение λ.

Так, если в формуле (11) выразить среднюю скорость через расход Q

, (36)

а ввести обозначение:

, (37)

получим

. (38)

Следовательно, велечина А характеризует потери напора на единицу длины трубы или пожарного рукава при расходе Q, поэтому ее называют удельным сопротивлением. Произведение – называется сопротивлением и обозначается как s. Тогда формула (38) принимает вид

. (39)

В таблице 15 (приложение 1) значение А для стальных и чугунных труб при сопротивлениях с постоянным значением λ, которые по данным Ф.А. Шевелева в водопроводных трубах наблюдаются при м/с.