Работа насоса на сеть. Совместная работа нескольких насосов на сеть

1.    Работа насоса на сеть

1.1. Характеристика сети

Любой трубопровод должен иметь объектив­ный показатель его возможности транспортировки жид­кости. Таким показателем является характеристика тру­бопровода (сети).

Характеристика трубопровода (сети) — графическое изображение сопротивления трубопровода Н_wот прохо­дящего по нему расхода потока жидкости Q, т.е.

Н_w = f (Q).

Сопротивление, которое оказывает трубопровод при прохождении по нему расхода жидкости Q, должно быть преодолено напором насоса, называемого требуемым напором Н_т .

Следовательно, H_w ≤ Н_тр ,

где H_w - сопротивление трубопровода, м;

Н_тр - требуемый напор насоса насосной установки, м;

, м,                                                      (1)

где Н_Г  -  геометрическая высота подъема жидкости, м (рис. 1);

 - высота противодавления в объемах нагне­тания и всасывания, м;

Р₂  - избыточное давление в баке - приемнике (напорном резервуаре), Н/м²;

P₁ - избыточное давление у источника (в расходном резер­вуаре), Н/м²;

с - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

 - потери напора соответственно во всасы­вающем и нагнетательном трубопроводах, м.

В уравнении (1) нет явно выраженного расхода Q. Величина Н_Г + (Р₂ – Р₁ )/р·gне зависят от расхода Q, а пред­ставляет собой статический напор Н_ст = Н_Г + (Р₂ – Р₁ )/р·g, м. Однако потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах зависят от расхода Q. В самом деле

, м,                                                                 (2)

,м,                                                                  (3)

Если выразить скорость vчерез расход Q

, м/с,                                                                                                     (4)

м/с,                                                                                                         (5)

и подставить в (2) и (3), то получим

, м,                                                         (6)

, м,                                                           (7)

После подстановки значений  и  в выраже­ние (1) и некоторых преобразований окончательно получим уравнение характеристики трубопровода в следующем виде:

,                                                                                 (8)

где - есть удельное сопротивление 1 м трубопровода при прохождении по нему жидкости, с²/м⁶.

Уравнение (8) графически представляет собой па­раболическую кривую зависимости H_w= f(Q), начало которой находится на расстоянии Н_Г + (Р₂ - P_t )/p·gот на­чала координат (рис. 2).

Характеристика показывает изменения сопротивле­ния H_wпри перемещении жидкости с расходом Q.

Следовательно, в итоге можно сказать, что потери напора во всасывающем и нагнетательном  трубопроводах зависят от расхода Q.

1.2. Рабочая точка насоса

Выбор насоса должен производиться на осно­ве тщательного анализа условий его работы.

Установить, в каком режиме будет работать насос, можно лишь в том случае, если известна характеристи­ка системы, в которую этот насос подает жидкость.

Для обеспечения нормального режима работы насоса необходимо, чтобы насос по своей характеристике соответствовал характеристике трубопровода (сети).

Для этого на одном графике совмещают главную характеристику насоса, т.е. напорную характеристику Н=f(Q) и характеристику трубопровода H_w=f(Q).

Совмещенные характеристики насоса и трубопро­вода показаны на рис.3. Они пересекаются в точ­ке А, которая называется рабочей точкой насоса на заданный трубопровод. По этой точке определяют все данные, характеризующие режим работы насоса: по­дачу Q_Р, напор Н_Р, а также мощность и КПД насоса (на рис. 3 не показаны).

Для обеспечения оптимального режима работы цент­робежного насоса необходимо осуществлять выбор тру­бопровода с такой характеристикой, чтобы рабочая точ­ка насоса на заданный трубопровод соответствовала значению максимального КПД.

Насос, работающий на данный трубопровод (при по­стоянной частоте вращения рабочего колеса), не сможет обеспечить большую подачу, чем Q_Р. Для увеличения по­дачи необходимо изменить характеристику трубопрово­да: уменьшить величину Н_Г или Уh. Если это не представляется возможным, тогда следует выбрать насос с другой характеристикой или увеличить частоту враще­ния рабочего колеса. Однако устройства для регулирова­ния частоты вращения вала электродвигателей, приме­няемых в качестве приводных для центробежных насосов (особенно большой мощности), пока еще конструктивно сложны и дороги. Поэтому этот способ регулирования подачи насоса применяют сравнительно редко.

Для уменьшения подачи насоса прикрывают задвиж­ку на его напорном трубопроводе или перепускают часть жидкости из напорного трубопровода во всасывающий.