5.11. Параллельная и последовательная работа насосов на заданную сеть

Часто на одну трубопроводную сеть работают несколько насосов. Способы подключения насосов к сети могут быть различны в зависимости от того, какая задача при этом ставится.

Параллельная работа насосов применяется при необходимости увеличения производительности сети, когда один насос не обеспечивает подачу необходимого количества жидкости в трубопроводе. На рис. 5.21 изображена схема параллельной работы двух насосов и даны их рабочие характеристики.

Рабочая характеристика параллельно работающих насосов строится следующим образом. При одинаковых значениях определяется производительность для каждого насоса, значения которых складываются, и на график наносится точка, соответствующая данному напору и суммарной производительности. Таких точек наносится несколько, по ним строится общая характеристика работающих на сеть насосов.

При работе одного насоса рабочая точка находится в положении , обеспечивая подачу и напор . Характеристика двух параллельно работающих насосов изображена кривой 2 и рабочая точка переместилась в положение . Производительность двух насосов стала . Однако увеличение произойдет не в два раза, а несколько меньше, так как потребный напор увеличился до .

При параллельном соединении насосов следует соблюдать некоторые правила:

− желательно, чтобы каждый насос имел отдельный всасываю-щий трубопровод;

− желательно иметь однотипные насосы.

а б

Рис. 5.21. Параллельное соединение насосов:

а – схема соединения; б – рабочая характеристика

Параллельная работа насосов целесообразна в случае, когда сопротивление сети мало, так как характеристика сети пологая (сплошная линия). При крутой характеристике (штриховая линия) прирост производительности значительно ниже и применять в таком случае параллельное соединение нецелесообразно.

Последовательная работа используется в том случае, когда одного насоса недостаточно для преодоления сопротивления трубопровода. На рис. 5.22 показана схема последовательной работы двух насосов и даны их характеристики. Один насос обеспечивает напор при , два насоса − напор и .

Рабочая характеристика последовательно работающих насосов строится аналогично параллельному соединению. Только при одинаковой производительности складывают напоры. В остальном процедура построения характеристики та же.

а б

Рис. 5.22. Последовательное соединение насосов:

а – схема соединения; б – рабочая характеристика

П р и м е р. Подобрать насос для перекачивания це-льного молока в количестве по трубопроводу диаметром и общей длиной м. Расстояние между уровнями жидкости в емкостях м ж. ст. На линии установлены пластинчатый охладитель, три пробковых крана, имеются шесть плавных поворотов. Схема установки показана на рисунке.

Длина трубопровода от приемной емкости до теплообменника м, от теплообменника до сборного бака м. Пластинчатый аппарат собран из пластин ПР-0,3 (в «елку»), состоит из двух пакетов, число пластин в пакете . Молоко охлаждается от до .

Решение. Технические характеристики пластины берем из табл. 23 приложения. Эквивалентный диаметр канала м; площадь поперечного сечения канала м²; длина пластин м.

Находим скорость движения молока в каналах:

м/с.

Скорость движения молока в трубах

м/с.

Напор, необходимый для преодоления сопротивления сети, находим по уравнению

.

Местные потери

м ж.ст.

Потери по длине на первом участке

.

Считаем трубы гидравлически гладкими, тогда

; .

Из табл. 7 приложения выберем физические свойства молока при и . Тогда

; ; ;

; м ж.ст.;

; ; ;

; м ж.ст.

Потери напора в теплообменнике

.

Условный коэффициент гидравлического трения выбираем по табл. 23 приложения:

; .

Значения и вычисляем по средней температуре молока в теплообменнике:

; кг/м³; Па∙с.

; ;

м ж.ст.

Общие потери

м ж.ст.

Для создания требуемого напора и обеспечения производительности м³/ч подойдет насос, характеристики которого изображены на рис. 5.20 с диаметром рабочего колеса мм.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается подобие центробежных машин?

2. Какими критериями определяется подобие центробежных машин?

3. Что такое рабочие характеристики насосов, как они выглядят?

4. Что такое рабочая точка, как она находится?

5. Каким образом регулируется производительность насосной установки?

6. В каких случаях целесообразно применять параллельное и последовательное соединение насосов?