ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСОВ И СПОСОБЫ ИХ РЕГУЛИРОВАНИЯ
Характеристика насоса — изображаемая графически функциональная зависимость основных технических показателей (напора, потребляемой мощности, к.п.д., вакуумметрической высоты всасывания или допускаемого кавитационного запаса) от подачи и частоты вращения вала при постоянной вязкости и плотности жидкой среды на входе в насос (рис. 4). Если частота вращения вала постоянна, характеристики Q—Н; Q—N; Q—η и Q—∆hд называют рабочими. Эти характеристики позволяют определить:
1) подачу насоса при заданном сопротивлении трубопровода - по кривой Q—Н;
2) затраты энергии — по кривой Q—N;
3) экономичность работы насоса — по кривой Q—η;
4) допускаемый кавитационный запас — по кривой Q—∆hд.
Приводимые в справочниках (паспортах) значения подачи, напора, мощности и к.п.д. обычно соответствуют оптимальному режиму работы насоса — максимуму кривой Q—η . Зона, в пределах которой рекомендуется эксплуатация насоса, называется рабочей частью характеристики (вблизи максимума к.п.д.).
Характеристика Q—Н отражает зависимость между напором центробежного насоса и его подачей. Если с увеличением подачи напор монотонно уменьшается, то на этой кривой, называемой стабильной, любому значению напора соответствует только одно значение подачи. Если с увеличением подачи увеличивается напор, то на кривой Q—Н, называемой нестабильной, одному значению напора могут соответствовать два или более значения подачи насоса. В некоторых случаях в пределах восходящего участка нестабильной кривой наблюдается неустойчивая работа насоса (помпаж).
По характеристике Q—N определяют мощность насоса при различных подачах.
Характеристика Q—η отражает эффективность работы насоса при различных подачах.
Характеристика Q—∆hд предназначена для обеспечения бескавитационной работы насоса.
Рис. 4 Характеристики наосов:
номера у кривых на рис. б, в, г соответствует типам колес по рис. д
Насосы с различной быстроходностью и различных конструктивных исполнений сравнивают с помощью относительных характеристик, в которых параметры выражены в относительных (процентных) долях от их значений при оптимальном режиме (см.рис. 4, б, в, г).
В частности, форму кривой Q—N необходимо учитывать при выборе типа насоса в условиях изменяющегося напора.
По кривой Q-N определяют время запуска насоса, т.к. целью предупреждения перезагрузки его включают при минимальной мощности. В частности, для вихревых насосов максимальная потребляемая насосом мощность имеет место при Q = 0. Для центробежных насосов потребляемая насосом мощность возрастает с увеличением подачи насоса, причем для центробежных насосов потребляемая мощность при Q = 0 равняется приблизительно 0,4—0,6 Nопт. Для диагональных (полуосевых) насосов потребляемая мощность достигает максимума при оптимальной величине подачи насоса и с дальнейшим увеличением подачи насоса уменьшается.
Поэтому центробежные и диагональные насосы, характеризующиеся восходящей кривой Q—N, следует запускать при Q = 0 (закрытой задвижке на нагнетательном трубопроводе). В этом случае насос потребляет мощность, затрачиваемую на нагревание жидкости в корпусе насоса. Вихревые и осевые насосы, характеризующиеся нисходящей кривой Q—N, следует запускать при открытой задвижке на нагнетательном трубопроводе.
Для всех типов насосов угол наклона кривой Q—η к оси абсцисс возрастает с увеличением подачи насоса до максимума, а затем уменьшается. Если такая кривая имеет плоскую вершину (незначительное изменение к.п.д. в области максимума), насос можно использовать в широком диапазоне подачи.
Универсальная характеристика. Наряду с рабочими (при n = idem) и относительными характеристиками используют и универсальные — совокупность рабочих характеристик при различных частотах вращения вала. Такие характеристики предусмотрены для определения частоты вращения вала, к.п.д. насоса и потребляемой им мощности при любом сочетании напора и подачи насоса. Для построения универсальной характеристики применяют способ пересчета параметров рабочих характеристик с помощью уравнений подобия
В технических условиях и другой документации на насосы обычно приводят характеристику при работе на воде. В то же время насос можно использовать для перекачивания и других жидкостей, физические свойства которых существенно отличаются от свойств воды.
Рассмотрим влияние плотности и вязкости на характеристику насоса. Влияние изменения плотности перекачиваемой жидкости, вязкость которой незначительно отличается от вязкости воды, можно определить по изменению кривой Q—N (рис. 5, а). При этом составляющие мощности, за исключением механических потерь, пропорциональны плотности жидкости.
В результате при увеличении или уменьшении доли механических потерь в балансе мощности несколько изменяются механический к.п.д. и к.п.д. насоса.
Рис. 5 Зависимость напора Н, потребляемой мощности N и к.п.д. η насоса от изменения плотности и вязкости:
1 – вода; 2 – нефтепродукт
Так как напор не зависит от плотности перекачиваемой жидкости, форма кривой Q—Н не изменяется.
Характеристики центробежных насосов будут изменяться при перекачке вязких жидкостей, при этом для жидкостей средней и высокой вязкости потребляемая насосом мощность существенно увеличивается, в то время как напор и в меньшей мере подача уменьшаются (см. рис. 5,6). К.п.д. насоса при перекачивании вязких жидкостей всегда уменьшается, а максимум кривой к.п.д. смещается к началу координат.
Дата добавления: 2016-01-26; просмотров: 1278;