Устойчивость работы насоса в сети

Рассмотрим подачу воды при переменном значении Н в водонапорную башню (рис. 4.9). Если расход воды из напорного бака в сеть меньше, чем поступление ее в бак, то уровень Н повышается, а подача насоса уменьшается. Переход от Н_Е до Н_Г, вызовет перемещение характеристики трубопровода в положение S_1: с рабочей точкой Б.

Повышение уровня может происходить только до значения Н_ж, так как при Q_в требуемый напор равен максимальному напору, развиваемому насосом. Но за счет инерции жидкой среды, движущейся в трубопроводе снизу вверх, уровень может достигать значений несколько больших, чем Н_ж , и тогда требуемый напор станет больше максимального напора насоса. Это вызовет очень быстрое изменение направления движения воды в трубопроводе, и рабочая точка Вперейдет в точку Д, расположенную на отрицательной ветви характеристики насоса. Теперь вода уходит из напорного бака и в сеть и в нижний водоем, поэтому происходит понижение уровня, расход в сети уменьшается и рабочая точка Дпереходит в точку Г, в которой Q = 0. Но при значении Q = 0 напор, развиваемый насосом, больше, чем требуемый, и поэтому почти мгновенно насос снова начинает подавать воду в напорный бак, а точка Г переходит в рабочую точку Б. В дальнейшем при изменении уровня Н рассмотренное явление может повториться.

Таким образом, при наличии нисходящей ветви характеристики В - Гвозможна неустойчивая работа насоса, которая за счет резких изменений направления движения воды сопровождается гидравлическими ударами, шумом и вибрацией всей установки. Подобное явление называется помпажем, и во избежание его лопасти профилируются так, чтобы нисходящая ветвь характеристики отсутствовала.

Рис. 4.9. К анализу неустойчивости работы насоса.

Следует отметить, что в случае Н < Н_Г насос может работать устойчиво и на участке характеристики В - Г,если при этом требуемый напор будет равен напору, развиваемому насосом. Если, например, с уменьшением расхода в магистрали прикрывать задвижку, установленную после насоса, то можно получить характеристику трубопровода S₄ с рабочей точкой 3. В ней Н_тр.= Н_нас., потому что количество воды_; поступающее в бак, равно расходу в сети, т.е. соблюдается равновесие Н и Q в сети и насосе. Следовательно, в таком случае работа насоса устойчивая.