Насосные станции Адмирал

Характеристика системы и рабочий режим насоса

Установить, в каком режиме будет работать насос, можно лишь при условии, если известна характеристика системы, в которую этот насос подает жидкость. В простейшем случае система—это напорный трубопровод, соединяющий насос с баком'. Как известно, напор, развиваемый насосом, складывается из геометрической высоты подъема жидкости и суммы гидравлических сопротивлений:
H=Hг+∑hп

где ∑hп— сумма потерь напора.
Величина Ehп зависит от диаметра и длины трубопровода, шероховатости его стенок, числа местных сопротивлений и расхода Q подаваемой жидкости, т. е.

∑hп=SQ2=(Aι+Am∑ζ)Q2    (3.4)
где S — полное сопротивление системы; А — удельное сопротивление по длине труб; Am— удельное местное сопротивление; ι— длина трубопровода; ∑ζ— сумма коэффициентов местных сопротивлений

Значения Л, по данным Ф. А. Шевелева [10], приведены в прил. 10. Удельное местное сопротивление Аы можно найти по формуле
Am=16/2gπ2d4,   (3.5)
где d — диаметр фасонной части, м.
Значения Am вычисленные по этой формуле для расходов в м3/с, приведены в табл. 3.1. Если расход выражен в л/с, то значения Ам, приведенные в табл. 3.1, следует умножить на 10-6.

 

 

Таблица 3.1

d, м

Ам

d, м

Ам

d, м

Ам

d, м

Ам

0,01

8,26-10^6

0,038

39 600

0,2

51,5

0,7

0,344

0,012

3,98-10^6

0,044

22 000

0,25

21,1

0,8

0,202

0,015

1,26-10^6

0,05

13 200

0,3

10,2

0,9

0,126

0,02

516 000

0,07

3 640

0,35

5,49

1

0,0827

0,025

211000

0,075

2610

0,4

3,23

1,1

0,0565

0,028

134 000

0,1

826

0,45

2,02

1,2

0,0399

0,032

78 800

0,125

338

0,5

1,32

1,4

0,0215

0,035

55 000

0,15

163

0,6

0,638

1,6

0,0126

Характеристику системы строят следующим образом. На графике проводят прямую PD, параллельную оси абсцисс и проходящую от нее на расстоянии Hг (рис. 3.5). Выбирают несколько значений расхода Q1, Q2, Q3, ..., Qn, вычисляют соответствующие им значения ∑hп, откладывают эти значения вверх от прямой PD в точках, соответствующих выбранным значениям расхода, и соединяют полученные точки плавной кривой. Величину Нг называют статической составляющей характеристики системы, а величину ∑hп— динамической.
Как видно из рис. 3,5, для изображенной на нем схемы включения насоса в систему возможен один и только один режим работы насоса, соответствующий напору и подаче в точке А его характеристики.

Рис. 3.5. Совмещенная характеристика насоса и простейшей системы 

Рис. 3.5. Совмещенная характеристика насоса и простейшей системы


На практике схема включения насоса, изображенная на рис. 3.5, встречается редко, так как она неэкономична. Чаще всего насос подключают к баку по схеме, показанной на рис. 3.6, а. В этом случае режим работы насоса будет меняться по мере наполнения бака, так как геометрическая высота подъема (статическая составляющая характеристики системы) увеличивается, а гидравлические сопротивления остаются без изменения. В период наполнения бака подача насоса меняется от Q1 в начале наполнения до Q2 — в конце. Разница в подаче насоса будет особенно существенной при большой высоте бака, небольшом общем геометрическом подъеме и пологой характеристике Q—Н насоса. Для практических расчетов при определении рабочей точки насоса, включенного в систему по схеме, изображенной на рис. 3.6, а, необходимо строить характеристику системы, соответствующую расчетным уровням воды в резервуаре.

Рис. 3.6. Совмещенные характеристики насоса и системы

Рис. 3.6. Совмещенные характеристики насоса и системы
а — подача в бак с переменным уровнем при постоянном уровне в источнике;
б—работа насоса под заливом при переменном уровне в источнике (резервуаре)

 


На рис. 3.5 и 3.6, а приведены характеристики насоса, работающего со всасыванием при постоянном уровне воды в источнике (резервуаре). Если насос работает с подпором (под заливом) или при переменном уровне в источнике (резервуаре), то совмещенную характеристику насоса и системы строят но схеме, изображенной на рис. 3.6, б. При этом принимают самый невыгоднейший режим- работы насоса — самый низкий уровень воды в приемном резервуаре и самый высокий в напорном баке (точка А\ на кривой Q—Н). Во всех других случаях насос будет работать с большей подачей. Наибольшая подача будет при минимальном уровне в баке и при максимальном — в источнике (точка A2 на кривой Q—Н).
Схемы, приведенные на рис. 3.5—3.6, относятся к так называемым простым системам, в которых насос и напорный бак соединяет один напорный трубопровод без ответвлений и попутных отборов воды (без попутных расходов). Практически же чаще встречаются случаи работы насосов в сложных системах, когда вода от насоса подается в бак через водопроводную сеть, т. е. через несколько соединенных между собой трубопроводов, имеющих во многих точках отборы (расходы) воды. В таких случаях характеристику системы строят по результатам гидравлического расчета сети для разных схем распределения расходов.