3.4. Регулирование подачи центробежного насоса в гидравлическую сеть

Изменить подачу насоса можно двумя способами: изменяя характеристику сети при неизменной характеристике насоса или изменяя характеристику насоса при неизменной характеристике сети.

На практике чаще всего уменьшают подачу насоса, закрывая кран на напорной магистрали. При открытии крана подача насоса увеличивается (характеристика сети становится более пологой).

3.4.1. Расчет коэффициента сопротивления регулировочного крана

Определим коэффициент сопротивления крана , при котором расход жидкости в системе уменьшается на 20 %.

Расход жидкости должен быть равен: 8410^-30,8 =67,210^-3м³/с.

Решение задачи заключается в вычислении коэффициента сопротивления крана. Затем из приложения 5 можно определить степень его открытия.

Последовательность решения задачи.

1). Определяем необходимый расход жидкости в системе и отмечаем на характеристике насоса новую рабочую точку при расходе = 67,210^-3 м³/с .

Войдите в Excel Лист 5, исправьте диаграмму по своему варианту. Далее скопируйте её в документ вместо Рис. 18.

Р ис. 18. Определение потерь напора в кране.

2 . Определяем по графику величину дополнительных потерь напора в кране при его закрытии: h_кр= 23м при Q = 67,210^-3.

3). Определяем коэффициент сопротивления крана при его закрытии из формулы Вейсбаха:

Откуда:

_кр.=h_кр.₂²2g/Q²=2329,8(3,14²0,18⁴/16)/(67,210^-3)²=26

5). Используя приложение 5, определяем степень открытия n крана, при которой в данной сети будет проходить расход Q₂ . Для этого строим график зависимости _кр =f(n). Из Рис.19 следует, что при _кр =26 степень открытия n =0,23



Рис.19. Определение степени открытия крана.

3.4.2. Регулирование подачи путем изменения частоты вращения вала насоса

Изменение частоты вращения вала насоса вызывает изменение его характеристики и, следовательно, изменение рабочего режима. Для осуществления регулирования изменением частоты вращения для привода насоса необходимо использовать двигатели с переменным числом оборотов. Такими двигателями являются двигатели внутреннего сгорания, паровые и газовые турбины и электродвигатели постоянного тока. Наиболее распространенные в технике электродвигатели с коротко замкнутым ротором практически не допускают изменения частоты вращения.

Регулирование работы насоса изменением частоты вращения более экономично, чем регулирование с помощью задвижки (крана). Даже применение сопротивления в цепи ротора асинхронного двигателя, связанное с дополнительной потерей мощности, экономичнее, чем регулирование с помощью крана.

Постановка задачи

Исходная рабочая точка насоса (рис.16) характеризуется следующими параметрами :

Q = 84 10^-3м³/с, H = 52м,  =0,61

Определить:

Обороты вала насоса, при которых его подача уменьшится на 20 %.

Последовательность решения задачи

1). Определяем необходимую подачу насоса:

Q= Q₂ =8410^-3 0,8 =67,210^-3 м³/с.

Поскольку характеристика сети не меняется, получаем на характеристике сети новую рабочую точку насоса. Через эту точку должна пройти характеристика насоса. Координаты новой рабочей точки : Q₂ =67,210^-3 м³/с, H₂ =40м, ₂=0,72 (напор и к.п.д. можно определить по рис. 16).

2). Строим кривую подобных режимов по уравнению:

H = H₂  Q² /Q ₂²=40 Q² / (67,210^-3)²

В ойдите в Excel Лист2, введите свои исходные данные и скопируйте таблицу и график в документ.

Р ис.19. Определение числа оборотов при уменьшении подачи

3. Определяем по графику абсциссу точки пересечения параболы подобных режимов и старой характеристики насоса : Q₁ = 7910^-3 м³/с.

4. Определяем расчётное число оборотов вала насоса:

n₂ = n₁Q₂/Q₁= 295067/79=2501 об/мин.