Лобова сила найчастіше визначається експериментально, під’ємна – за формулою
,
яка виходить із теореми М.Е. Жуковського. Приведена формула дозволяє отримати
питому під’ємну силу для лопаті одиничної середньої ширини.
Структуру потока рідини у робочій порожнині насоса показано на рис. 5.
27.
28. Нестійка робота насосів
Виконання
умов енергетичного та матеріального балансу (і
), які забеспечують стійку роботу насоса в режимі
робочої точки, не завжди є достатнім для забезпечення стійкої роботи системи
“насос-зовнішня мережа”. Стійкістю називають здатність системи повертатись у
стан рівноваги після зняття збурення. Умови стійкості можна отримати шляхом аналізу
рівняння перехідного процесу, викликаного виведенням системи “насос-мережа” із
стану рівноваги
,
(1)
де А – коефіцієнт, який характеризує акумулюючу здатність системи.
Розв`язавши
рівняння (1) відносно малого відхилення подачі , отримаємо
,
(2)
де с – стала інтегрування, а параметр
.
(3)
Рівновага
буде стійкою, коли при ,
. Оскільки коефіцієнт
- величина позитивна, то при
й
, якщо
, то умовою стійкості буде виконання нерівності:
.
(4)
Наприклад,
для відцентрових насосів, якщо максимальний напір досягається при режимі
холостого ходу (Q=0), тобто , то уся характеристика насоса є областю стійкої
роботи (рис.1). Якщо у мережі немає резервуарів, тобто відсутня акумулююча здатність,
то уся характеристика насоса є областю стійкої роботи за умови перетинання
характеристик насоса і мережі в одній робочій точці.
Рис. 1. Визначення режиму
роботи насоса на насосну установку при різних значеннях геометричного напору: а
- ; б -
; в -
За
визначених співвідношень енергетичний баланс між насосом і мережею може мати
місце не в одній робочій точці, а в двох (рис.2), до того ж умови роботи у цих
точках будуть різними. Режим роботи в точці А стійкий, тому що тут . У точці Р режим нестійкий:
збурення у бік збільшення подачі спричинює перехід режиму роботи в точку А;
збурення зворотного знака – перехід
режиму в точку С, а потім знову у точку Р.
Рис. 2.
Стійка (а) і нестійка (б) робота насосів
Працювати
на висхідній гілці характеристики не рекомендується, тому що у цьому випадку
створюються сприятливі умови для нестійкої роботи. Якщо система має
характеристику (рис.2,б), за якою: , то робота насоса на висхідній гілці кривої
може бути стійкою (точка А).
За наявності у мережі акумуляторів енергії (парової подушки у котлі, довгих пружних трубопроводів, резервуара із змінним рівнем) амплітуда коливань при порушенні рівноваги може досягати великих значень і робота насоса біля точки максимуму напорної характеристики (точка Р) може бути нестійкою. Виникає помпаж, тобто явище автоколивань у системі “насос-мережа”. При цьому подача різко змінюється від найбільшого значення до нуля, напір коливається у значних межах, спостерігаються удари, шум та струси насоса й трубопроводів.
Розглянемо
більш детально роботу системи “насос-зовнішня мережа” (рис.2,а). Нехай при
роботі у точці А витрата рідини у системі зростає на внаслідок короткочасного спаду тиску у напірному
резервуарі, тобто короткочасного зменшення значення статичного напору мережі до
величини
.
У
цьому випадку характеристика мережі буде рухатись паралельно собі донизу і
робочою точкою системи стане точка В. Після усунення джерела збурення
характеристика мережі переміститься угору на колишне місце й витраті рідини буде відповідати напір
мережі, у той час як при
насос може створити тільки
напір
. Таким чином, при
додатньому значенні
виникає
додатна різниця напорів мережі та насоса
.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.