ЛекцииГМКН

Возможность использования насоса в данной установке определяется кавитационными условиями.

18.2. Регулирование подачи насоса

Поскольку режим работы определяется точкой пересечения двух характеристик, то его можно менять изменением любой из них.

а) характеристика сети:
1 –	регулирование задвижкой очень просто,				но очень неэффективно,
поскольку затраченная в насосе мощность рассеивается на задвижке;
2 –	изменением давления во всасывающем или напорном резервуарах
(при возможности).
	1)				2)
Н	дросселирование Ηсети'	Н
	Нсети
	Ннасоса	Н`ст		Η '	Ннасоса
				ст
	Q				Q

Рисунок 18.3.

б) характеристика насоса:

1 – изменение частоты вращения позволяет очень экономично регулировать подачу, но требует дополнительного дорогого оборудования (тиристорных преобразователей частоты тока, вариантов между насосом и двигателем и т.п.);

2 – в осевых и диагональных насосах имеются системы поворота лопастей рабочего колеса, позволяющие существенно расширить диапазон эффективной работы насоса;

3 – можно осуществить подрезку наружного диаметра рабочего колеса (но не более 10% от номинального диаметра) – способ очень прост, но не допускает ошибок, поскольку вернуться назад невозможно (см. рис. 18.4).

Н

Н	ω=Const
Hсети
	поле допустимого использования
Н(ω1)	H(Дном)
Н`(ω2<ω1)	Н(Дmin)
Q	Q
Рисунок 18.4.

2

СШФ СФУ кафедра ГТС и ГМ

Пересчет характеристики можно приближенно производить по линейному закону, поскольку ширина колеса на выходе при обрезке почти не изменяется. Кавитационная характеристика при этом пересчету не подлежит, так как условия течения на входе не изменяются.

18.3. Параллельное соединение насосов.

Расход в линии равен сумме расходов, работающих при одинаковом напоре насосов, поэтому сложение их характеристик производится по расходу (по горизонтали) (см. рис. 18.5).

	Q2
	ΣQ=Q2+Q1
Ñ0	Q1

Рисунок 18.5.

Следует учитывать следующие обстоятельства:

1.Обязательное условие для обоих насосов, чтобы H(Q=0)> Η сетист ;

2.Суммарный расход в системе всегда меньше удвоенного расхода одного насоса, поскольку характеристики имеют нелинейный характер;

3.Иногда вообще недопустимо работать одним насосом, так как его рабочая точка лежит справа ограничения по кавитации

Н

1+2

1 и 2

т.С т.А т.В т.Д Q

Рисунок 18.6.

т.Д - Qпред 1 насоса

3

СШФ СФУ кафедра ГТС и ГМ

т.А –	работа одного насоса
т.В –	работа двух насосов, при этом каждый из насосов рабботает в С.
т.Д –	соответствует предельному по кавитации расходу одного насоса.
	4. Лучше использовать насосы, близкие по развиваемым напорам

Рисунок 18.7.

т.А – режим 2 насоса т.В – режим 1 насоса с отрицательным расходом (т.е. он является

дополнительным сопро тивлением)

18.4 Последовательное соединение насосов.

Расход всех насоосов одинаков, поэтому сложение их характеристик проводится по напорам (по вертикали).

Q1=Q2=ΣQ

Рисунок 18.8.

Следует учитывать следующие обстоятельства:

1.Обязательна проверка корпуса вышестоящего наасоса на повышенное давление, поскольку при малых расходах давление в неем может превысить давление гидропробы;

2.Обязательна проверка рабочей точки первого нассоса на допустимость работы по кавитационным показателям, см рис. 18.9.

4

СШФ СФУ кафедра ГТС и ГМ

Н QΣ

Hсети

Н(1+2)

Нст

Н1 и Н2

Q

Рисунок 18.9.

3.желательно иметь H(Q=0)>Hст для обеспечения работоспособности системы при выключении одного из насосов и пропуске воды через байпасную линию;

4.желательно устанавливать насосы, близкие по производительности.

18.5 Устойчивость работы насоса в системе.

Под устойчивостью будем понимать способность системы возвращаться в исходное состояние после незначительных кратковременных возмущений.

Возможны три состояния динамической системы:

1. устойчивое – малые возмущающие воздействия не вызывают качественного изменения параметров и они возвращаются к исходным значениям, см. рис. 18.10.

Рисунок 18.10.

2. равновесное – малые возмущения оказывают незначительное воздействие. Процесс не прогрессирует, но параметры не возвращаются к исходным значениям и вообще говоря не определены, см. рис. 18.11.

Рисунок 18.11.

3. неустойчивое – незначительное возмущение кардинально меняет состояние системы, см. рис. 18.12.

5

СШФ СФУ кафедра ГТС и ГМ

а)

б)

Н

Нсети	т.А –	устойчивая
т.А	т.В –	неустойчивая
т.В
Ннасоса
Q
Рисунок 18.12

Условием устойчивости работы насоса в системе является

dH насоса			dH сети
			<
dQ			dQ

Работа насоса в зоне снижения напорной характеристики недопустима. Рассмотрим работу насоса на систему с водонапорной башней, рис.

18.13.

Н

Нуст

т.В Нуст

Ñ мах

	т.Е		т.Д т.А
Ñ мin	т.С

Нст

Qотб

QH

Qотб

Рисунок 18.13.

Если Qн >Qотбора, то уровень воды в башне поднимается с соответствующим увеличением Нуст. В т.В насос более не в состоянии закачивать воду в башню и режим работы перескакивает в т.Е и изменением направления расхода, т.е. вода начинает сливаться из башни к потребителю и через насос. Нст начинает снижаться до т.С в которой происходит скачкообразное увеличение подачи насоса до т.Д.

Вновь QH>Qотб и процесс будет повторяться. Такой режим работы называется «помпаж» и, конечно, он недопустим при эксплуатации.

6

СШФ СФУ кафедра ГТС и ГМ

Еще хуже обстоит дело с осевыми и диагональными насосами, которые имеют напорную характтеристику с «провалом», см. рис. 18.14.

Н

2

3

1

4

Ннасоса

Q

Рисунок 18.14.

От т.1 до т.2 происходит плавное уменьшение расхода насоса. Из т.2 в т.3 – резкое уменьшение расхода в системе.

От т.3 дот.4 происходит плавное увеличение расхода насоса. Из т.4 в т.1 – резкое увеличение расхода в системе.

18.6. Последовательная и параллельная работа насосов.

1) Режим работ ы	2) Режим работы параллельно
последовательно соединненных	соединенных насосов (близко
насосов.	расположенных).
Рисунок 18.15.
В первом случае необходимо учитывать допусттимую по условиям
прочности в насосе №2.
Параллельное с оединение –	для увеличения подачи (рис. 18.15.2).

Насосы при одинаковом давлении в т. «0» дают одинаковвый напор. При этом нужно сложить абсциссы точек кривых напора Н=ƒ(Q ) оббоих насосов, взятых при одной и той же ординате. Т.е. необходимо сложить Q1 и Q2.

Режимные точки С и В насосов 1 и 2 параллельны из т.А.

Более сложно учесть совместную работы разных насосов параллельно соединенных, но установленных на разных отметках.

7

СШФ СФУ кафедра ГТС и ГМ

18.7. Регулирование режима работы насоса.

Данной характеристике насоса и насосной установки (сеть) соответствует только одна рабочая точка. А требуемая подача все – таки может изменятся.

Для того чтобы изменить режим работы насоса, необходимо изменить либо характеристику или установку. Это изменение есть регулирование.

Регулирование задвижкой (дросселирование).

				2		Необходимо, чтобы насос работал не
			В	1		с расходом Qа, а - Qв.
						Для этого прикрывают задвижку и
		h3
					А	характеристика сети становится
						кривая 2, пересечение ее с Η = f (Q)
	Hв					т.В искомая, т.е. увеличили потери
		Нву				(hзадв)
	Qв				Q	Напор Нву – с полностью
						открытой задвижкой и
		Qа
						hз – потери.
		Рисунок 18.16.

Такое регулирование снижает КПД, но благодаря простоте имеет широкое применение.

18.8. Регулирование изменением частоты вращения.

Такое регулирование ведет к изменению характеристики насоса и,

следовательно, рабочего режима.
Н
В	А	Регулирование		изменением
		частоты вращения (включение в цепь
С	n1	ротора асинхронного		двигателя
	n2	сопротивления,	гидромуфта между
	n3	двигателем и насосом) более
		экономично,	чем регулирование
QC	Q	дросселированием.
QВ
Q
Рисунок 18.17.

8

СШФ СФУ кафедра ГТС и ГМ

18.9. Регулирование перепуском.

Жидкость перепускается (задвижка 2) из напорного во всасывающий по отводному трубопроводу. Энергия теряется поэтому регулирование неэкономично.

Рисунок 18.18.

18.10. Регулирование поворотом лопастей.

Применяется в средних и крупных поворотно – лопастных осевых насосах.

Н

B A

C

δ 3 δ 2 δ1

Q

Рисунок 18.19.

На рис. 18.19 регулирование изменением угла установки лопастей.

При повороте лопастей изменяется характеристика насоса, т.е. режим его работы. КПД изменяется мало.

9

СШФ СФУ кафедра ГТС и ГМ

18.11. Сравнение экономичности разных способов регулирования насосов.

Сравнить экономичность регулирования разными способами проще по потребляемой мощности.

Рисунок 18.20.

ОА – характеристика установки при полностью открытой задвижке; Н1 и N1 – кривые напора и мощности при частоте вращения n.

Режим работы определяется т.А. Подача QA,, и меньшую подачу QВ можно получить следующим образом:

1- дросселированием. Прикрывая задвижку 1 (см. рис. 18.20) смещали т.А в т.Вдр. Мощность по кривой N1 будет NВдр.

2- Изменение частоты вращения. т.А смещается из А в Вч.в. при частоте n2. Мощность определяется по кривой N2=NВчв.

3- перепуском – открытием задвижки 2.

Расход установки определяется ординатой Нпер. Характеристики ОА насосной установки. Режим насоса соответствует т.Впер.

Жидкость, подаваемая насосом, частично уходит во внешнюю сеть (QВ) частично возвращается (qтр). Мощность при работе на режиме Впер равна

NВпер.

По рисунку NВч.в<NВдр<NВпер. Это только для ц/б насосов, где при увеличении Q, N увеличивается.

10

СШФ СФУ кафедра ГТС и ГМ

18.12. Расширение области применения ц/б насосов обточкой рабочих колес.

Насос выгодно эксплуатировать только при высоких КПД, больших высотах всасывания (малых кавитационных запасов, по этому используется не вся характеристикаа, а только ее часть (участок АВ).

Рисунок 18.21.

В(Q,H)

A(Q`,H`)

H=f(Q) до обточки

H=f(Q) после обточки

Рисунок 18.22.

После обточкии имеем:

Q		= Д2
Q′			Д ′
				2
Η				Д	2		2
		=					- э мпирические зависимости.
Η′					′
				Д
					2

При больших обточках КПД снижается.

11

СШФ СФУ кафедра Г ТС и ГМ