42.Законы пропорциональности для центробежных насосов.

Законы пропорциональности – законы позволяющие установить основные технические показатели подобных насосов при изменении частоты вращения рабочего колеса насоса.

Первый закон пропорциональности

Второй закон пропорциональности

Третий закон пропорциональности

Для геометрически одинаковых насосов (D₁=D₂) законы пропорциональности принимают вид:

Для геометрически подобных насосов, либо для одного и того же насоса когда законы пропорциональности могут быть представлены выражениями (7.10):

43.Регулирование подачи центробежного насоса изменением характеристики сети. Другие методы регулирования подачи насоса и их анализ.

7.3. Методы регулирования подачи центробежного насоса

Существующие методы регулирования производительности (подачи) центробежных насосав можно разбить на две группы. В первую группу включены методы направленные на изменение характеристики трубопровода. При их применении рабочая точка М из положения М₁ будет перемещаться по главной характеристике насоса в положение точки М₂ рисунок 7.5а.

Во вторую группу включены методы, связанные с изменением главной характеристики насоса. В этом случает при неизменной характеристике трубопровода рабочая точка насоса (точка М) будет перемещаться по ней рисунок 7.5б.

а) б)

Рисунок 7.5 − Графические характеристики методов регулирования подачи центробежных насосов.

а − изменением характеристики (сопротивления) трубопровода; б − изменением главной характеристики насоса.

Изменение характеристики трубопровода может производиться дросселированием (открытием или закрытием регулирующих вентилей ) и байпасированием (сбросам части жидкости обратно в емкость из которой она забирается). Изменение характеристик насоса производят изменением угловой скорости вращения рабочего колеса и иногда обточкой рабочего колеса. Кроме того, для увеличения расхода и напора могут создаваться насосные установки. При этом несколько насосав (чаще всего два) могут соединяться для работы на одну сеть параллельно или последовательно.

Наиболее распространенными методами регулирования подачи насоса являются дросселирование, и регулирование частоты вращения рабочегоколеса. Дроссельное регулирование является самым простым, но он не экономичным методом. Второй способ регулирования признан как самый экономичный, но требующий дополнительного оборудования.

Суть дроссельного регулирования подачи состоит в том, что в общее сопротивление трубопровода вносится дополнительное сопротивление путем закрытия (прикрытия) задвижек, вентилей, кранов. При этом напорная характеристика трубопровода становиться более крутой и рабочая точка насоса перемещается из точки в точку (рисунок 7.5а) тем самым уменьшая пропускную способность трубопровода. Данный способ регулирования влечет большие энергетические потери вызванные необходимостью преодоления дополнительного сопротивления трубопровода. Их величина

(7.8)

где ∆h–величина потерь напора при дросселировании (закрытии задвижки) см. рисунок 7.5а.

Регулирование изменением частоты вращения рабочего колеса позволяет изменить подачу и напор как в сторону их увеличения, так и в сторону уменьшения. Регулирования частоты вращения осуществляется специальными устройствами – терристорными приводами. Данный способ регулирования оказывается существенно выгоднее, чем дроссельное регулирование или регулирование сбросом части жидкости, непроизводительных затрат при этом методе регулирования нет. Основан он на использовании законов пропорциональности для центробежных машин представленных уравнениями (7.9):

(7.9)

Методы (7.10)

Аналитически рассчитать производительность при изменении частоты вращения колеса от до позволяет 1–й закон пропорциональности.для центробежных машин уравнение 1. Согласно второму закону пропорциональности напор насоса изменяется пропорционально квадрату изменения частоты вращения его рабочего колеса. По третьему закону пропорциональности мощность потребляемая насосной установкой увеличивается пропорционально изменению частоты вращения рабочего колеса в третьей степени.

44.Методы регулирования подачи центробежного насоса изменением главной характеристики насоса

Существующие методы регулирования производительности (подачи) центробежных насосав можно разбить на две группы. В первую группу включены методы направленные на изменение характеристики трубопровода. При их применении рабочая точка М из положения М1 будет перемещаться по главной характеристике насоса в положение точки М2 рисунок 7.5а.

Во вторую группу включены методы, связанные с изменением главной характеристики насоса. В этом случает при неизменной характеристике трубопровода рабочая точка насоса (точка М) будет перемещаться по ней рисунок 7.5б.

а) б)

Рисунок 7.5 − Графические характеристики методов регулирования подачи центробежных насосов.

а − изменением характеристики (сопротивления) трубопровода; б − изменением главной характеристики насоса.

Изменение характеристики трубопровода может производиться дросселированием (открытием или закрытием регулирующих вентилей ) и байпасированием (сбросам части жидкости обратно в емкость из которой она забирается). Изменение характеристик насоса производят изменением угловой скорости вращения рабочего колеса и иногда обточкой рабочего колеса. Кроме того, для увеличения расхода и напора могут создаваться насосные установки. При этом несколько насосав (чаще всего два) могут соединяться для работы на одну сеть параллельно или последовательно.

Наиболее распространенными методами регулирования подачи насоса являются дросселирование, и регулирование частоты вращения рабочегоколеса. Дроссельное регулирование является самым простым, но он не экономичным методом. Второй способ регулирования признан как самый экономичный, но требующий дополнительного оборудования.

Суть дроссельного регулирования подачи состоит в том, что в общее сопротивление трубопровода вносится дополнительное сопротивление путем закрытия (прикрытия) задвижек, вентилей, кранов. При этом напорная характеристика трубопровода становиться более крутой и рабочая точка насоса перемещается из точки в точку (рисунок 7.5а) тем самым уменьшая пропускную способность трубопровода. Данный способ регулирования влечет большие энергетические потери вызванные необходимостью преодоления дополнительного сопротивления трубопровода. Их величина

где ∆h–величина потерь напора при дросселировании (закрытии задвижки) см. рисунок 7.5а.

45.46 ПоследоватЕльное и параллельное соединение

двух центробежных насосов

В промышленной практике если требуемый напор нельзя обеспечить одним насосом, то последовательно включаются несколько насосов. На рис. 13.1 приведена схема последовательного соединения двух центробежных насосов, которая включает всасывающий трубопровод 1, обратный клапан 2, нагнетательный трубопровод 3 и центробежные насосы 4 (рис. 13.1).

По условию неразрывности потока подачи двух насосов равны между собой, т.е. Q1 = Q2 = Q. Общий напор, развиваемый двумя насосами, равен сумме напоров, создаваемых каждым насосом, за исключением потерь напора в линии, соединяющей их между собой, т.е. H = H1 + H2 – h1-2. Так как соединительная линия между насосами как правило короткая, то потерями напора в ней можно пренебречь, тогда H = H1 + H2. Таким образом, для построения суммарной характеристики двух последовательно работающих центробежных насосов необходимо при одних и тех же подачах просуммировать их напоры.

Рассмотрим вариант работы двух одинаковых, рядом установленных и последовательно подключенных центробежных насосов (рис. 13.2). Вначале строится характеристика одного насоса, затем, удваивая значения напоров Нi, соответствующих значению подач Qi, находится суммарная характеристика последовательно соединенных двух насосов H2i (рис. 13.2).

Изображается на этом же графике характеристика трубопровода и находится рабочая точка А-точка пересечения характеристики трубопровода и суммарной характеристики насосов. Так как у каждого насоса подача Q = QA, то режимной точкой одного насоса является точка B (рис. 13.2). Каждый насос развивает напор HB = 0,5HA, и их к.п.д. ηс определяется точкой С.

Вследствие того, что рабочая точка А находится на пересечении суммарной характеристики насосов и характеристики трубопровода, то наибольший эффект в повышении напора, создаваемого последовательно соединенными насосами, достигается, когда их главные характеристики пологие. Для увеличения подачи в промышленной практике используется параллельное соединение насосов. На рис. 13.3 приведена схема параллельного соединения двух центробежных насосов, включающая всасывающий трубопровод 1, центробежные насосы 2 и нагнетательный трубопровод 3. Таким образом, для построения суммарной характеристики двух параллельно работающих центробежных насосов необходимо при одних и

тех же напорах просуммировать их подачи.

Рассмотрим вариант работы двух одинаковых параллельно соединенных центробежных насосов (рис. 13.4).

Вначале строится характеристика одного насоса. Затем удваивая значение подач Qi, соответствующих значениям напоров Hi строится суммарная характеристика двух параллельно соединенных насосов (рис. 13.4). Изображается на этом же графике характеристика трубопровода и находится рабочая точка А - точка пересечения характеристики трубопровода и суммарной характеристики насосов. Вследствие того, что у каждого насоса напор Н=НА, то режимной точкой одного насоса является точка В (рис. 13.4). Каждый насос имеет подачу QB=0,5QA, а их к.п.д. определяется точкой С.

Наибольший эффект в повышении подачи способом параллельного соединения двух центробежных насосов достигается, когда их главные характеристики крутые