Нагнетатели. Обзор конструкций, сведения по эксплуатации машин для подачи жидкостей и газов, страница 8

При возрастании напора производительность нагнетателя с такой характеристикой уменьшается: . Расход в сети, как всегда увеличивается. Этот процесс идет до тех пор пока не будет достигнуто равенство:  при Н_Б.

Система перешла в новый режим работы – точка Б. Устраним внешнее воздействие, вернув дроссель в исходное положение. Характеристика сети вновь перешла в положение 1. В первый момент времени напор нагнетателя Н_Н=Н_Б, Q_H=Q_Б. Для прокачки расхода жидкости по сети равного Q_Б  требуется напор . Следовательно, в этот момент в жидкости имеется некоторый избыток энергии , который вызывает увеличение скорости в трубопроводе, а значит Q_С  возрастает. Вследствие неразрывности потока Q_Н  возрастает. Для нагнетателя при увеличении Q_Н  уменьшается Н_Н, а для сети если Q_С  увеличивается, Н_С тоже увеличивается. Этот процесс длится до тех пор пока не восстанавливается баланс энергии между нагнетателем и сетью:  при Q_A.

Равновесие системы вновь достигнуто в точке А, значит режим работы устойчивый. Таким образом, плавнониспадающая характеристика нагнетателя обеспечивает его устойчивую работу во всем диапазоне производительности больше нуля.

Рассмотрим характеристику нагнетателя и устойчивость ее работы, которая имеет максимум. Пусть характеристика сети до нанесения внешнего воздействия пересекает характеристику нагнетателя в двух точках А и В. Точка А – исходная точка работы сети и нагнетателя.

После прикрытия дросселя характеристика сети перейдет в положение 2. В первый момент времени нагнетатель продолжает развивать напор Н_Н=Н_А, Q_H=Q_A. При этом в сеть за счет напора Н_А может быть подан расход равный . Неравенство  приводит к росту давления в сети и увеличению напора нагнетателя. При этом, как видно из характеристик Q_С и Q_Н увеличивается, равновесие будет достигнуто в точке Б.  при напоре равном Н_Б.

Устраним внешнее воздействие, открыв дроссель до прежнего положения. В первый момент времени Н_Н=Н_Б, Q_H=Q_Б. Для прокачки расхода жидкости по сети требуется . Избыток энергии  приводит к увеличению расхода жидкости в трубопроводе, а благодаря неразрывности течения увеличивается и производительность нагнетателя Q_Н, то есть увеличиваются Q_С  и Q_Н. Баланс энергий сети и нагнетателя теперь будет достигнут в точке В при Q_В  и Н_В. Таким образом, режим работы системы в точке А является неустойчивым. Нагнетатели, у которых напорная характеристика имеет максимумы обеспечивают устойчивый режима работы не во всем диапазоне изменения расхода. Точка В является устойчивой, но если нагнетатель обслуживает сеть большой емкости, например, протяженные газоходы, водонапорные баки, то в системе могут происходить самопроизвольные изменения направления течения жидкости м резкие колебания расхода в диапазоне от  Q_А  до Q_В.  Такое опасное явление называется помпажем. Он сопровождается гидравлическими ударами, шумом и может привести к серьезной поломке оборудования. Для избежания помпажа следует стремиться, чтобы характеристика сети пересекала характеристику нагнетателя только в одной точке и на ниспадающем участке, например, точка Д сети 3.

В процессе эксплуатации также не рекомендуется изменять производительность нагнетателя в широком диапазоне. На больших насосах и вентиляторах в ряде случаев устанавливают антипомпажные клапаны.

Совместная работа нескольких нагнетателей на сеть.

1. Параллельная работа.

Этот режим работы применяется когда расход перекачиваемой по сети жидкости требуется изменить в широких пределах. Обслуживание сети одним нагнетателем  в этих условиях ведет к перерасходу электроэнергии, т.к. он значительную часть времени будет работать в режимах, сильно отличающихся от оптимального.

Кроме того, при одном рабочем агрегате требуется стопроцентный резерв, т.е. еще один агрегат, рассчитанный на такую же мощность. Установка, например, двух рабочих агрегатов, работающих параллельно, позволит уменьшить резерв до 50%.

Рассмотрим параллельную работу двух нагнетателей, перекачивающих жидкость из емкости А в емкость Б.