Практична робота №5

«Напірна характеристика 2-х послідовно включених відцентрових насосів. Розрахунок сумарної характеристики насосів, що працюють послідовно»

Послідовна робота насосів.

Послідовною називають таку роботу насосів, коли один із них бере воду із резервуара і подає її в усмоктувальний патрубок другого, а цей останній подає воду в напірний трубопровід.

При проектуванні послідовної роботи насосів слід перевірити і узгодити із заводом-виробником який тиск може витримувати другий (по ходу руху рідини) насос. Якщо сумарний тиск, який створюють два насоси, більший за дозволену величину, то даний насос використовувати в такій системі не можна.

а)

б)

Рис. 5.1

Послідовна робота насосів.

а) - при Н_геом> H₀; б) - при Н_геом< H₀

Для побудови сумарної характеристики насосів, які працюють послідовно, слід скласти ординати характеристик Q-H цих насосів при одинакових подачах. Тобто спільний напір, який створюють насоси при послідовній роботі, дорівнює сумі напорів, які створюють окремі насоси. У випадку послідовної роботи двох одинакових насосів ординати характеристики Q-H подвоюються..

На рис. 5.1а зображена сумарна характеристика послідовної роботи двох одинакових насосів для випадку, коли кожний із них окремо не в змозі підняти воду на потрібну висоту (Н_геом  Н₀).

Характеристику сумісної роботи двох насосів (Q-H)_I+II отримано подвоєнням ординат характеристики кожного із насосів (крива (Q-H)_I,II), наприклад ординати Н_б в точці б при подачі Q_б . Робоча точка системи (точка А) лежить на перехрещенні сумарної характеристики двох насосів з характеристикою трубопроводу.

Насоси включають послідовно і в тих випадках коли один насос в змозі подати воду в систему (Н_геом  Н₀), але не може забезпечити при цьому необхідну подачу. Побудова сумарної характеристики двох одинакових насосів для такого випадку показана на рис. 5.1б Як видно із цього рисунку, послідовне включення насосів дозволяє збільшити не тільки напір, але і подачу води.

У випадку послідовної роботи двох різнотипних насосів (насосів з неодинаковими характеристиками) сумарна крива їх сумісної роботи будується шляхом складання ординат характеристик кожного із насосів при одинакових подачах.

В практиці транспортування рідини на великі відстані при значних геометричних висотах підйому буває необхідно розміщувати насоси, які працюють послідовно, на значних відстанях один від одного (тобто влаштовувати станції підкачки).

Рис. 5.2

Послідовна робота двох насосних станцій.

Характеристику сумісної роботи у цьому випадку будують так (рис. 5.2). При заданих характеристиках насосів (Q-H)_I та (Q-H)_II спочатку будують характеристику насоса I , приведену до точки б (точки де трубопровід від насоса І підключено до насоса ІІ ). Для цього від ординат кривої (Q-H)_I віднімають втрати напору в трубопроводі на ділянці аб, користуючися характеристикою цього трубопроводу (крива S_абQ²). Таким чином отримують характеристику насоса І, приведену до точки б (Q-H)_Iб. Потім ординати цієї кривої сумують з ординатами характеристики насоса ІІ і отримують сумарну характеристику сумісної роботи насосів І і ІІ (крива (Q-H)_I+II).

Побудувавши характеристику напірного трубопроводу від насоса II до резервуара (крива S_бвQ²), знаходять робочу точку системи (точка А), яка визначить усі параметри роботи системи і окремих її елементів.

Якщо в точках I і II знаходяться не окремі насоси, а цілі насосні станції з кількома насосами, то замість характеристик одиночних насосів наносять сумарні характеристики цих насосних станцій, побудувавши їх окремо. Далі діють так, як щойно було розглянуто.

Приклад №1.

Два однакових відцентрових насоси Д 200-36, з’єднаних послідовно, подають воду в напірний резервуар на геометричну висоту . Насоси розташовані на одній насосній станції. Характеристики насосів наведені на рис. 8.3

Рис. 5.3

Характеристики насосу Д 200-36.

Вода до резервуару подається по напірному трубопроводу, слаштованому з чавунних труб та довжиною . Втрати напору у всмоктуючий лінії не враховуються, так як її довжина не значна.

Необхідно визначити сумарну витрату, що подається насосами , та напір , а також параметри для кожного насосу при сумісній роботі та при роботі кожного насосу окремо в ту саму систему.

Для визначення робочих параметрів послідовно з’єднаних насосів будується сумарна характеристика (рис. 8.3). Побудова цієї характеристики проводиться шляхом додавання ординат (напорів) характеристик при рівних подачах. В даному випадку – при однакових насосах – шляхом подвоєння ординат кривої при рівних подачах (абсцисах).

На цей же графік наноситься характеристика загального напірного трубопроводу з чавуних труб діаметром та довжиною та при геометричній висоті підйому .

Рівняння характеристики трубопроводу має вигляд:

, отже

.

За цим рівнням для різних значень визначаємо відповідні значення :

0	0	0	-	25
10	0,01	0,31	1,3	26,01
20	0,02	0,62	1,107	28,44
30	0,03	0,93	1,016	32,10
40	0,04	1,24	0,959	36,92
50	0,05	1,55	0,922	42,91
60	0,06	1,86	0,894	50,01
70	0,07	2,17	0,873	58,23
80	0,08	2,48	0,857	67,61

За отриманими даними та будується характеристика загального напірного колектора трубопроводу -. Точка перетину А сумарної характеристики насосів та характеристики - є робочою точкою насосів. Точці А відповідає сумарна подача та сумарний напір . Для визначення напорів, що розвиває кожний насос при сумісній послідовній роботі, з точки А опускається перпендикуляр до перетину з характристиками . За робочою точкою визначаються ці напори , а подача кожного насосу буде дорівнювати їх сумарній подачі . За точкою 1 визначається ККД кожного насосу при їх сумісній роботі .

Так як на графіку відсутня крива залежності , то потужність кожного насосу визначається за формулою:

.

Параметри кожного насосу при їх роздільній роботі визначаються за точкою та за точкою перетину кривої з характеристикою загального напірного трубопроводу . Точці відповідають : ; ; та потужність: