Определение параметров и исследование работы насоса в различных эксплуатационных условиях, страница 4

Количественный способ регулирования насоса, состоящий в прикрытии задвижки, расположенной за насосом, очень прост, но невыгоден, т.к. снижает коэффициент использования насосной установки. Экономичным является способ регулирования насоса изменением  частоты вращения насоса в период эксплуатации. Этот способ регулирования  называют качественным, при нем сохраняется практически неизменным коэффициент использования НУ, равный КПД насоса.

Плавное изменение частоты вращения насоса достигается использованием системы РЭН (регулятор электрический насосный), который изменяет частоту электротока, подающегося на электродвигатель. Для плавного изменения частоты вращения насоса используется также гидравлическая и электромагнитная муфты, устанавливаемая между насосом и электродвигателем. Ступенчато изменять частоту вращения можно при использовании многоскоростных асинхронных электродвигателей.

2.3.1 Напорная характеристика.

На поле Q-H подобные точки располагаются на параболах подобных режимов Н=a·Q².

По параболе сохраняются критерии соотношения

Приближение для точек на параболе N/n³=const и η=const. Более точно- с увеличением частоты КПД насоса возрастает, а отношение N/n³  уменьшается .В дальнейших расчетах будем учитывать изменение КНД насоса.

Все данные заносим в таблицу 2.3

Таблица  2.1

Q_M=Q_E*i_N; Н_М=Н_Е*i_N²; i_N=n_изм/n_исх; n_изм=(1+Р/100)n_исх     n_изм=(1+20/100)*960=1152 об/мин

i_N=1152/960=1,2;

Q_m=300·1,2=360 м³/ч…

Н_m=30·1,2²=43,2 м….

2.3.2.КПД-характеристика

Для построения КПД-характеристики при измененной частоте вращения насоса на исходной КПД-характеристики отмечают точки е, соответствующие по подачи точкам Е на исходной напорной характеристике(рис.2.1). КПД в точках m, соответсвующих по подачи точкам М при измененной частоте, вычисляется по формуле

                            (2.5)

η_m1=100-(100-63)/ 1,2^0,2=64,3%...   

Где η_m, η_е   выражены в процентах.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.1. По этим результатам строят точки m. Полученные точки соединяются плавной линией, которая и будет КПД-характеристикой насоса с измененной частотой вращения. Отметим, что КПД-характеристика должна проходить через начало координат.

Формула (2.5) учитывает непостоянства КПД на параболе подобных режимов.

2.3.4 Мощностная характеристика

Мощностную характеристику при измененной частоте вращения определяют по напорной и КПД-характеристикам насоса с измененной частотой вращения, кВт:

                                (2.6)

N_q=0,273·360·43,2/64,3=66 кВт…

Где N_q-мощность насоса при измененной частоте вращения.

Результаты расчетов сводят в таблицу 2.1 и используют для построения точек q.Плавная линия, соединяющая точки q, будет мощностной  характеристикой насоса при измененной частоте вращения.

2.3.5 Кавитационная характеристика насоса

Зависимость допустимого кавитационного запаса ∆h_δ  от подачи называется кавитационной характеристикой насоса. Пересчитаем эту характеристику  на измененную частоту вращения.

Для подачи, изменяющихся по параболе подобных режимов, т.е. при Q/n=const, сохраняется критериальное  отношение (2.7)

Допустимый кавитационный запас  связан с критическим запасом  соотношением

                                               (2.8)

На основании (2.8) запишем

С помощью (2.7) и последних зависимостей получим

                                                 (2.9)

для насосов типа Д отношение  поэтому из (2.9) окончательно получим: