Нагнетатели. Краткий обзор истории развития нагнетателей. Основные типы и классификация нагнетателей. Рабочие параметры нагнетателей, страница 9

Учет гидравлических потерь осуществляется при анализе с помощью гидравлического КПД:

                                                         ,                 (4.47)

где l – полезная работа. Обычно η_г = 0,8 – 0,96.

Объемные потери или усечки вызваны перетеканием рабочего тела через внутренние зазоры и др.

                                                         ,                 (4.48)

где  – дополнительный расход рабочего тела на утечки.

Обычно η_о = 0,96 – 0,98.

При расчете проточной части главным является обеспечение минимальных потерь, т. е. обеспечение благоприятных эпюр скоростей.

Каждому нагнетателю свойственны определение значения его рабочих параметров: V, H, p, N, η, зависящих от частоты вращения его вала.

При разных режимах работы рабочие параметры различны.

Между рабочими параметрами общепринятыми являются следующие соотношения.

H = f (V), N = F (V), η = F (V), H_ст = φ (V), η = Θ (V).                                                                (4.49)

Соотношения (4.49) называются характеристиками нагнетателя.

Основным типом характеристик является напорная H = f (V) при
n = const, получаемая испытанием нагнетателя. Обычно аргументом является подача нагнетателя V. Если испытания проводят при n = const, то регулирование (изменение подачи) осуществляется изменением открытия дросселя Д на напорной трубе (рис. 4.17, 4.18).

Рис. 4.17. Изменение подачи нагнетателя дросселем при n = const	Рис.4.18. Характеристика теоретического напора центробежного нагнетателя: С – теоретический напор; V – подача

4.12. Неустойчивая работа нагнетателей. Помпаж

В гидравлических и газовых системах, состоящих из динамических нагнетателей, трубопроводов и емкостей, могут возникнуть явления неустойчивости по причинам: изменение частоты вращения вала, срыв поток с лопастей, быстрое изменение расхода потребителями и т.п.

В ряде случаев неустойчивость может не исчезать даже при снятии неблагоприятных факторов. Система при этом самопроизвольно поддерживает неустойчивость с нарастанием амплитуды колебаний подачи, давления, мощности.

Такие режимы называются помпажем и внешне схожи с колебательными явлениями резонанса механической системы.

Однако помпаж – автоколебание расхода, давлений, мощности, а резонанс – колебания с возрастанием амплитуды вследствие периодического приложения внешней силы.

В ос­нове простейшего способа обнаружения неустойчивости лежит известный прием: если, изменив одну из величин, определяю­щих неустойчивость, обнаруживают, что прочие физические величины стремятся привести процесс в исходное состояние, то система устойчива.

Пусть нагнетатель с характеристикой, данной на рис. 4.19 работает на сеть с малой емкостью. Сопротивление сети может изменяться дросселем, и соответственно характеристики ее пусть будут представляться линиями а, b, с, d, е, из которых b касается характеристики нагнетателя в точке B₁, с – в точке С₂.

Предположим, что при работе нагнетателя в режиме с рабочей точкой D произошло резкое увеличение расхода в сети; при этом, как видно из графика, напор машины уменьшится, а напор со стороны сети повысится. Изменение расхода в этом случае вызывает такое изменение напора, которое приводит систему в исходное состояние. Это указывает на устойчивость рабочего режима нагнетателя в точке D характеристики. Рассуждая аналогично, можно видеть, что работа нагнетателя является устойчивой во всех точках линий КВ₁ и C₂L₂.

Предположим теперь, что дросселированием установлена характеристика а сети.

Устойчива ли работа нагнетателя в режиме, определяемом точкой А₂. Предположим, что расход сети внезапно увеличился до V_c > V_A2. При этом напор, развиваемый нагнетателем, увеличивается и становится выше напора, требуемого сетью, что вызывает дальнейшее возрастание подачи; выделенная из исходного состояния система не возвращается в него, а продолжает изменяться самопроизвольно.