Характеристика системы. Выбор насоса.

Насос и трубопроводная сеть образуют единую гидродинамическую систему, равновесное состояние которой определяется материальным и энергетическим балансом.

Энергетический баланс выражается равенством напора, развиваемого насосом, и напора, потребляемого в трубопроводной сети.

Материальный баланс выражается условием равенства подачи насоса и расхода во внешней сети.

Графически условие материального и энергетического баланса системы выражается точкой пересечения Q-H характеристики насоса и трубопроводной сети (трубопровода). Эта точка называется рабочей точкой системы.

Характеристикой трубопровода называется графическая зависимость потребляемого в сети напора от подачи Q. Получим данную зависимость для трубопроводной обвязки типовой насосной установки, изображенной на рисунке 2.1.

В общем случае энергия в трубопроводе расходуется на подъем жидкости на высоту Н_Г, созданиедавления в системе ΔР=Р_б–Р₀ и преодоление суммарных сопротивлений Σh:

. (6.1)

Первые два слагаемых составляют статический напор , не зависящий от расхода в сети. Третье слагаемое - гидравлические потери в трубопроводной сети являются динамическим напором, приближенно пропорциональным подаче во второй степени .

Тогда для сети:

. (6.2)

Для конкретной трубопроводной сети коэффициенты А и В имеют вполне определенные значения.

На графике характеристика трубопроводной сети изобразится параболой ветвью вверх, положение которой относительно оси ординат определится значением коэффициента А (статическим напором), а крутизна значением коэффициента В (коэффициентом гидравлических сопротивлений трубопровода).

Для определения режима работы насосной установки на один и тот же график в одинаковых масштабах наносится Q-H характеристика насоса и сети (рисунок 6.1). Точка пересечения этих характеристик – рабочая точка системы (точка А на рисунке) – укажет на параметры работы этой системы.

Для известных характеристик насоса и сети может быть только одна рабочая точка. Изменение режима работы системы может быть получено изменением формы и положения характеристик.

Рис. 6.1. Совместная Q-H характеристика насоса и трубопроводной сети

Выбор насоса для работы на заданную трубопроводную сеть производится по требуемой подаче и напору с учетом свойств жидкости и условий его эксплуатации.

Требуемые параметры Q и H должны быть обеспечены выбранным типоразмером насоса, причем для обеспечения экономичной эксплуатации насоса его рабочая точка должна лежать в пределах рабочей части характеристики. Для этого требуется на совмещенной Q-H характеристике выбранного типоразмера насоса и характеристике трубопровода обозначить пределы допускаемых рабочей зоной насоса подач.