Нагнетатели. Обзор конструкций, сведения по эксплуатации машин для подачи жидкостей и газов, страница 9

1, 2 – параллельно работающие нагнетатели.

Точка А – узловая точка совместной работы нагнетателей.

Определим характеристику совместной работы двух нагнетателей с сетью. Условия совместной работы нагнетателей можно сформулировать в виде равенства:

        (1)

где      Р_О1 – давление, создаваемое нагнетателем 1 в точке О.

Р_О2 – давление, создаваемое нагнетателем 2 в точке О.

Эти давления можно определить следующим образом.

    (2)

  (3)

где      Р_А – давление в емкости А;

Н₁, Н₂ – напоры, создаваемые нагнетателями 1 и 2;

Н_Г – разность высот в точке О и уровня жидкости емкости А.

∆Р_ПОТ1, ∆Р_ПОТ2 – гидравлические потери в трубопроводах соответственно нагнетателей 1 и 2 до точки О;

с₁, с₂ – скорости жидкости в напорных трубопроводах соответственно нагнетателей 1 и 2.

Пусть с₁=с₂, ∆Р_ПОТ1=∆Р_ПОТ2, тогда из выражений (1)-(3) видно, что должно соблюдаться равенство:

         (4)

Из этого следует, что для построения совместной характеристики параллельно работающих нагнетателей необходимо суммировать их исходные характеристики при одинаковом напоре. Сложив подачи, получим совместную характеристику.

На графике 1, 2 – напорные характеристики соответствующий нагнетателей; 3 – суммарные напорные характеристики параллельно работающих нагнетателей; 4 – характеристика сети.

При некотором напоре Н производительности нагнетателей 1 и 2 при параллельной работе составляют соответственно  и  для первого нагнетателя при этом суммарная подача будет равна: Q=Q₁+Q₂

Аналогично определяют координаты остальных точек характеристики 3.

Пусть точка А является точкой совместной работы двух нагнетателей на сеть. Ей соответствует напор  и производительность равная . При работе каждого из нагнетателей по отдельности на ту же самую сеть производительность и напор будут  и  для первого нагнетателя и  и  для второго нагнетателя.

Выясним в каких условиях выгодно использовать параллельное включение нагнетателей. Рассмотрим два варианта.

1. Характеристики нагнетателей одинаковые, т.е. на графике они совпадают. Обозначения те же, но 5 – характеристика сети идущая круче, чем характеристика сети 4. Q₄, Q₅ – производительности любого из нагнетателей при отдельной работе соответственно на сеть 4 или 5 (один из них отключен).

 - суммарные производительности параллельно работающих нагнетателей соответственно на сеть 4 и сеть 5.

Увеличение подачи при подключении второго нагнетателя составит для сети 4 - ∆Q₄, для сети 5 - ∆Q₅. Из графиков видно, что ∆Q₄>∆Q₅, следовательно, больший эффект параллельной работы нагнетателей достигается при более пологой характеристике сети.

2. Характеристики нагнетателей различны.

Совместная характеристика 3 левее точки а совпадает с характеристикой больше высоконапорной машины 2. Анализ рисунка показывает, что совместная работа нагнетателей возможна лишь в случаях, когда характеристика проходит правее точки а – кривая 4. При увеличении сопротивления сети напор нагнетателя 2 оказывается больше напора нагнетателя 1, и тогда только нагнетатель 2 подает жидкость в сеть, а нагнетатель 1 работает в холостую. Таким образом, использование для параллельной работы агрегатов с различными характеристиками является нежелательным. В случаях, если напор одного из нагнетателей стал больше другого или в случае, если один нагнетатель внезапно остановился, произойдет обратное течение жидкости через него, поэтому на нагнетательных трубопроводах каждого насоса, работающего параллельно, до узловой точки устанавливаются обратные клапаны. В вентиляторных установках обратные клапаны обычно не устанавливаются.

2. Последовательное соединение.

Такое соединение применяется в тех случаях, когда требуется получить большие значения напора. В энергетике такая схема подключения используется, например, для питания водой паровых котлов.

При последовательном соединении нагнетателей их производительности очевидно равны, и условием их совместной работы будет Q₁=Q₂.