70. Методи регулювання подачі, аналіз дії об’ємних насосів у трубопровідній мережі.

ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСОВ

Для оценки работы поршневых насосов на режимах, отличаю­щихся от номинального, используют различные характеристики, получаемые при испытании насосов.

У поршневого насоса подача теоретически не зависит от созда­ваемого им напора. В действительности с увеличением напора происходит незначительное уменьшение подачи, что объясняется возрастанием протечек жидкости в насосе.

Нa рис. 8, а сплошной линией показана теоретическая, пунктирной линией— действительная характеристики Q-H поршневого насоса при постоянной частоте вращения п. Из рисунка видно, что поршневые насосы обладают жесткой характеристикой, что очень ценно при использовании их для перекачивания жидкостей с меняющейся в зависимости от температуры вязкостью.

\ \	Oh
^1 П"const	а N
	Ч
	- 0

2 3

Н а рис. 8,6 представлены кривые зависимости подачи Q, по­требляемой мощности N и к.п.д. η насоса от напора H при по­стоянной частоте вращения. Характеристика η-H показывает, что к.п.д. насоса близок к постоянному в широком диапазоне из­менения напора Н. Он заметно снижается лишь при чрезмерно высоких или низких значениях Н, в первом случае вследствие _роста утечек, во втором — вследствие уменьшения полезной мощ­ности. При этом (т. е. с приближением к режиму холостого хода) любой механизм работает менее экономично. Мощность N с уве­личением Н равномерно возрастает.

Из характеристик, приведенных на рис. 8,6, видно, что порш­невой насос, почти не снижая подачи, способен практически оди­наково экономично работать при изменении величины напора в широком диапазоне.

Большое практическое значение имеют характеристики, выра­жающие зависимость подачи Q насоса от вакуумметрической вы­соты всасывания Н_вак. Характеристику Q—Н_вак получают во время испытаний насоса при постоянной частоте вращения и постоян­ном давлении нагнетания. Она позволяет не только судить об из­менении подачи Q с ростом вакуума в рабочей камере насоса, но также установить максимально возможную высоту всасывания при данной частоте вращения.

В качестве примера на рис. 9 представлены характеристики Q—H_вак, построенные по результатам испытаний насоса ЭНП-4 на холодной воде. Характеристики снимали при постоянном дав­лении нагнетания 3 кгс/см² и частоте вращения п коленчатого ва­ла, равной 40, 70, 105 и 120 об/мин.

Характеристики показывают, что до наступления кавитации подача насоса при данном п остается постоянной, причем с повы­шением частоты вращения срыв подачи наступает раньше. Работа в срывной части характеристики (особенно при повышенной частоте вращения) сопровождается сильной вибрацией и шумом.

При образовании кавитации в поршневом насосе различают две стадии. Первая стадия соответствует отрыву потока воды от поршня при ходе всасывания (вследствие, достижения в цилиндре давления упругих паров жидкости), но во второй половине хода всасывания поток воды догоняет поршень с гидравлическим ударом. Подача насоса при этом еще не уменьшается. Во второй стадии поток воды уже не успевает догнать поршень при ходе вса­сывания, их встреча происходит при ходе нагнетания и сопровож­дается сильным гидравлическим ударом, ударной посадкой всасывающих клапанов на седла и уменьшением подачи.

Кавитация приводит к постепенному разрушению элементов гидравлической части насоса, поэтому его эксплуатация в усло­виях кавитации недопустима.

Насосы роторные объемного принципа действия имеют характеристики сходные с характеристиками поршневых насосов, а следовательно и сходные принципы регулирования производительности насосов.

Наилучшим способом следует считать регулирование частотой вращения, если такая возможность имеется (ДВС, турбина, электродвигатель постоянного тока, 2-х и 3-х -скоростные электродвигатели переменного тока).

Регулирование при помощи клапанов технически более простое, но экономически менее выгодно. Из трех клапанов: всасывающий, нагнетательный и перепускной (байпасный) первые два неприемлемы, так как первый сильно понижает давление всасывания, а второй резко повышает давление нагнетания. Перепускной клапан позволяет регулировать производительность насоса в широких пределах и остается единственным реально применяемым способом.

169