5.3 Совместная работа насосов и сети

Работа насоса и трубопровода связана следующими двумя зависимостями

Н = f (Q);

h_w = f (Q),

где Н – напор насоса; Q – подача воды насосом; h_w – гидравлическое сопротивление коммуникаций насосной станций, водоводов и сети;

В практике проектирования и анализа режимов работы насосов широко применяется метод графоаналитического расчета совместной работы системы "насосы - сеть".

Требуемый напор для подачи воды потребителю

Н = Н_ст + h_w,вс + h_w,н + h_w,тр, (5.3)

где h_w,_вс – потери напора во всасывающей линии; h_w,H – потери напора в нагнетательной линии от насоса до точки присоединения водопроводов; h_{w, mp} – потери напора в водопроводах сети.

Потери h_w,н и h_w,тp, как правило, объединяют, т.е. h_н = h_w,тp + h_w,н.

Насосы в системе работают в соответствии с характерной для них зависимостью между Q и H, т.е. график работы насосов определяется его рабочей характеристикой Q – H. Для построения графической характеристики Q – H_тр системы подачи и распределения воды воспользуемся известными уравнениями гидравлики.

Расчет характеристики трубопроводной сети

Расчет потерь напора в местных сопротивлениях и по длине трубопровода ведется по насосу, наиболее удаленному.

Суммарные потери напора в трубопроводе определяются по формуле:

, (5.4)

где λ_в и λ_н - соответственно коэффициенты сопротивления трения всасывающего и нагнетательного трубопроводов:

, (5.5)

l_в, l_н – соответственно длины всасывающего трубопровода от приемного фильтра (сетки) до насоса и нагнетательного трубопровода от насоса до точки истечения воды на поверхности, определяемые по принятой схеме водоотлива, м.;

- суммы коэффициентов местных потерь всасывающего и нагнетательного трубопроводов. При этом необходимо обеспечить выполнение условия: .

l – длина трубопровода; d_в, d_н – соответственно расчетный внутренний диаметр всасывающего и нагнетательного трубопроводов; υ_нср – средняя скорость движения воды в трубопроводах.

Скорость движения воды принимают в зависимости от диаметра трубопровода по таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Рекомендуемые скорости движения воды

Диаметр труб, мм	Скорость в трубопроводе, м/с
	всасывающем	напорном
до 250 250-800 более 800	0,7 - 1,0 1,0 - 1,5 1,5 - 2,0	1,0 - 1,5 1,3 - 2,0 1,8 - 3,0

При построении характеристики внешней сети удобно воспользоваться формулой:

H_c = H_r + R_cR²,

или, принимая R_c = H_п/Q² получим

H_c = H_r + R_cQ², (5.6)

где H_r – геодезическая высота, Q – подача, м³/с.

Используя графоаналитический метод, совместим в одном масштабе напорную характеристику насоса H=ƒ(R) и характеристику сети H_c=H_r+R_сQ². Точка пересечения и определит фактический режим данной насосной установки на заданную сеть.