Регулирование напора и подача воды

Потери напора во всасывающей линии и рукавной линии могут быть выражены

h_вс = s_вс Q² ; h_н = sQ² , м , (7.2)

где s – сопротивление рукавной линии, м; Q – расход воды через ствол, л/с.

При работе насоса на заданную рукавную линию фиксированы как ее длина, так и диаметры рукавов. Фиксированы также высота подъема Н_г и свободный напор Н_св и, следовательно, Н_г + Н_св = А, т.е. величина для рассматриваемой конкретной рукавной линии постоянная. Следовательно, насос должен развивать напор, представленный функцией расхода

Н = А + SQ² , м . (7.3)

Это выражение называется характеристикой насосной установки или характеристикой рукавной линии.

При тушении пожаров приходится изменять Q или Н, т.е. регулировать работу насосной установки. Для уяснения способов регулирования построим главную характеристику насоса Q-Н (кривая 1 на рис73.17) и характеристику рукавной линии (кривая 2). В точке А пересечения характеристик насоса и рукавной линии расходы Q и напора Н насоса и рукавной линии одинаковы. Следовательно, этой точкой выражается условие материального и энергетического баланса. Поэтому ее называют рабочей точкой.

Рис.7.17. Порядок регулирования подачи насосом

1 – H = f(Q) при n₁; 2 – h₁ = A + S₁Q²; 3 – h₂ =A + S₂Q²; 4 – H₁ = f(Q) при n₂ < n₁;

5 – H₂ = f(Q) n₃ < n₂ ; 6 – h₃ = A + S₂Q²

Из рис.7.17 следует, что для изменения подачи и напора насоса возможно изменять или характеристику рукавной линии (кривая 2) или характеристику насоса (кривая 1).

Регулирование задвижкой. Предположим, что насос должен иметь подачу не Q_А, а Q_В, т.е. Q_В < Q_А. Этой подаче должна соответствовать точка В характеристики насоса.

Если на напорном трубопроводе насоса прикрывать задвижку, то появится дополнительное местное сопротивление и увеличится местное сопротивление S рукавной линии и характеристика ее пойдет круче (линия 3).

Следовательно, при ранее проложенной рукавной линии изменялась ее характеристика.

Регулирование изменением частоты оборотов рабочего колеса насоса. Рабочая характеристика насоса (кривая 1 на рис.3.16) получена при частоте вращения n₁ об/мин рабочего колеса насоса. Уменьшим частоту его вращения до n₂ < n₁ (кривая 4). Тогда на основании законов подобия можно записать:

(7.4)

. (7.5)

Этим значениям Q₂ и Н₂ будет соответствовать подача Q_с и Н_с в точке С.

Комбинированный способ регулирования. Он осуществляется изменением частоты вращения колеса насоса и регулированием задвижкой.

Предположим, необходимо установить рабочую точку D. Для этого следует уменьшить частоту вращения колеса насоса до n₃ (кривая 5), а затем из точки С', прикрывая задвижку, перейти в точку D с подачей Q_D и соответствующем этой подаче значению напора H_D (кривая 6).

Указанным способом можно регулировать Q и Н в поле характеристики насосной установки ограниченном кривыми 1 и 2. а также осью ординат Н. Вне этого поля потребуется замена рукавной линии с рукавами большего диаметра.