Задачи

Работа насоса на сеть. Определение рабочей точки насоса (фактической подачи и напора насоса)

Выше говорилось, что если известна конкретная марка насоса и конкретная система, на которую должен работать этот насос, то можно заранее определить ту максимальную подачу, которую даст этот насос работая на данную систему при полностью открытом вентиле или задвижке.

Расход в трубопроводе и подача насоса одинаковы и зависят от напора, который должен быть одинаков для насоса и трубопровода. На этом основаны графический и аналитический методы определения подачи.

Графический метод.

clip_image001При определении рабочей точки насоса на напорную характеристику насоса накладывается характеристика трубопровода. Характеристика трубопровода показывает, какой напор требуется для данного трубопровода, чтобы пропустить данный расход, а характеристика насоса показывает, какой напор развивает данный насос при данном расходе. Сопоставляя при различных значениях Q развиваемый насосом напор с требуемым для заданного трубопровода, приходим к выводу, что при полностью открытой задвижке насос будет работать при таком расходе, при котором развиваемый им напор равен требуемому для данного трубопровода. Следовательно, рабочая точка насоса определяется точкой пересечения характеристики трубопровода и напорной характеристики насоса.

clip_image002clip_image003clip_image004clip_image005clip_image006clip_image008clip_image015

Рис.7. График совместной работы насоса и трубопровода

Этой точкой определяются все параметры, характеризующие рабочий режим насоса, а именно: подача Q, напор Н, допустимая вакуумметрическая высота всасывания Нвакдоп, мощность на валу N и коэффициент полезного действия насоса η.

Требуемый для данного трубопровода напор складывается из геометрической высоты подъема и суммы потерь напора во всасывающем и напорном трубопроводах, поэтому характеристика трубопровода строится по формуле:

clip_image017

где Нг – геометрическая высота подъема, представляющая собой сумму геометрических высот всасывания и нагнетания;

∑h – сумма потерь напора во всасывающем и напорном трубопроводах.

Исследования показывают, что потери напора во всасывающих трубопроводах обычно малы по сравнению с потерями напора по длине, поэтому с достаточной степенью точности характеристику трубопровода можно строить по формуле:

clip_image019

где hн=S·Q – потери напора в нагнетательном трубопроводе;

S=S0·lпр – сопротивление трубопровода;

S0 – удельное сопротивление трубопровода, определяемое по справочнику в зависимости от диаметра и материала труб по формуле:

clip_image021

где k- расходная характеристика, определяемая по справочнику в зависимости от диаметра и материала;

clip_image023— приведенная длина трубопровода;

lн – длина напорного трубопровода;

kн – поправочный коэффициент, учитывающий местные сопротивления.

Вычислить hн можно также по формуле:

clip_image025

где clip_image027 — потеря напора на единицу длины трубопровода (гидравлический уклон), берется по таблицам гидравлического расчета водопроводных труб в зависимости от расхода воды и выбранного диаметра труб).

Аналитический метод.

Расчеты режима работы насосов с помощью характеристик весьма трудоемки. К тому же далеко не всегда возможно получить каталог – справочник по насосам с их графическими характеристиками. Поэтому заслуживает внимания расчет режима работы центробежных насосов с помощью аналитических зависимостей, установленных исследованиями Е.Д. Прегера.

В соответствии с этими исследованиями с достаточной для практических целей точностью рабочая часть характеристики Q-H при данном числе оборотов n выражается следующими зависимостями:

Для водопроводных насосов:

clip_image029,

где а – фиктивный напор насоса при нулевой подаче, м;

b – коэффициент напора с25;

Q – подача насоса м3/с.

Для фекальных насосов:

clip_image031

где а – фиктивный напор насоса при нулевой подаче, м;

b – коэффициент напора с/м2.

Q – подача насоса м3/с.

Следует обратить внимание на то, что коэффициенты напоров b для водопроводных и фекальных насосов имеют разную размерность.

Коэффициенты а и b можно определить при наличии характеристики Q-H насоса, взяв на рабочей части кривой два значения напора Н1 и Н2, соответствующие двум значениям подач Q1 и Q2:

Для водопроводных насосов:

clip_image033

clip_image035

Для фекальных насосов:

clip_image037

clip_image039

При отсутствии характеристики насоса можно воспользоваться значениями Н1 и Н2, Q1 и Q2, взятыми на верхней кривой поля Q-H насоса, выбранной марки.

Как отмечалось выше, при работе насоса на сеть его напор равен требуемому напору для данного трубопровода Н=Нтр. Приравнивая уравнения рабочей части характеристики Q-H насоса и требуемого напора для данного трубопровода и решая их относительно подачи, получим фактическую подачу одного насоса в водовод из одной нитки:

Для водопроводных насосов:

clip_image041

Для фекальных насосов:

clip_image043

Пермь Питер Пятигорск