2.18 Регулювання роботи відцентрових машин

2.18.1 Дросельне регулювання при n=const

На рис.2.25 контурними лініями приведена характеристика відцентрової машини (при n=const), трубопроводу (при повністю відкритому регулювальному дроселі на виході).

Рисунок 2.25 – Графік дросельного регулювання відцентрової машини

Точка А перетину напірної характеристики насоса і характеристики гідравлічної мережі – робоча точка гідравлічної системи (з координатами Q, H, N, _max).

При прикриванні дроселя (характеристика мережі показана штриховою лінією) точка А переміститься і займе положення А’ (з координатами Q’, H’, N’, ‘ ).

При подальшому прикриванні дроселя (характеристика гідравлічної мережі показана штрихпунктирною лінією) робоча точка займе положення А₂" (з координатами Q", H", N"," ).

Таким чином дросельне регулювання на виході (при n=const) досягається введенням додаткового гідравлічного опору засувки. Оскільки найбільша подача досягається при повністю відкритій засувці (точка А), дросельне регулювання застосовують тільки з метою зменшення подачі.

Енергетична ефективність дросельного регулювання низька, але завдяки простоті цей спосіб має широке застосування.

При дросельному регулюванні відцентрових насосів дросель розміщують на виході. Якщо розмістити його на вхідній лінії, то при глибокому регулюванні можуть виникнути розриви суцільності потоку і порушення нормальної роботи насоса.

Дроселювання як спосіб регулювання допустимий тільки в тих випадках, коли споживана потужність зменшується зі зменшенням подачі . Якщо ж споживана потужність зростає зі зменшенням подачі , то дроселювання як спосіб регулювання втрачає зміст, тому що воно викликає збільшення споживаної потужності (це властиве деяким типам осьових насосів і вентиляторам).

2.18.2 Регулювання зміною частоти обертання вала машини

В тих випадках, коли є можливість змінювати частоту обертання вала двигуна, що приводить в рух відцентрову машину, доцільно регулювати подачу зміною частоти обертання.

Нехай відцентрова машина працює при частоті обертання n₁, n₂, n₃, причому n₁<n₂<n₃. Приведемо характеристики цієї машини при вказаних частотах обертання і характеристику трубопроводу (рис.2.26). Точки перетину характеристик Н=f(Q) машини з характеристикою трубопроводу (точки А₁, А₂, А₃) визначають режими роботи установки при різних частотах обертання. З графіка видно, що змінюючи частоту обертання, можна отримати різні подачі і напори, причому із збільшенням частоти обертання подача і напір збільшуються. Потужність на валу і ККД можуть бути визначені з кривих потужності і ККД при вказаній частоті обертання за значеннями подачі (на графіку це показано для частоти обертання n₃). Даний спосіб регулювання най- вигідніший.

Рисунок 2.26 – Графік регулювання відцентрової машини зміною частоти обертання

2.18.3 Регулювання зміною зовнішнього діаметра робочого колеса

Для зміни режиму роботи в сторону зменшення подачі необхідно мати хоча б два комплекти робочих коліс (один комплект, що відповідає максимальному режимові, другий – мінімальному) і проводити заміну робочих коліс насоса для відповідних умов роботи.

На практиці все більше застосовується метод регулювання параметрів насосів шляхом обточування робочих коліс на токарних верстатах. Причому, в насосах, що мають направляючий апарат, зрізують тільки лопаті, а в насосах спірального типу обточують робоче колесо по зовнішньому діаметру. В цьому випадку характеристики насосів змінюються згідно формул

(2.54)

де H, Q, N, D₂ – напір, подача, потужність і зовнішній діаметр нормального робочого колеса;

H′, Q′, N′, D′₂ – напір, подача, потужність і зовнішній діаметр обточеного колеса.

Колеса відцентрових насосів допускають без помітного зниження ККД тим більше обточування, чим менша їх швидкохідність (рис.2.27).

Рисунок 2.27 – Допустиме обточування колеса в залежності від n_S