Вопрос 2.10. Рабочая характеристика центробежного насоса

В характеристике центробежного насоса (рис.2.8.) указано изме­нение напора H, мощности N, потребляемой насосом, и КПД η в зави­симости от подачи Q насоса при неизменной частоте вращения вала. Режим работы насоса с наибольшим КПД называют оптималь­ным (Q_опт). Область в пределах изменения подачи при небольшом снижении КПД (Q₁, Q₂) называют рабочей. Насос рекомендуется при­менять в пределах этих параметров.

Теоретический напор насоса ( ) при бесконечном числе лопа­ток изменяется линейно в зависимости от изменения подачи. Дей­ствительно, с изменением подачи меняется только величина скорос­ти прямо пропорциональная количеству жидкости, проходящей через каналы рабочего колеса. Таким образом, напор как функ­ция от подачи представляется прямой линией (см. рис. 2.8.).

П ри переходе к реальному насосу напор уменьшается, что обус­ловлено потерями в связи с конечным числом лопаток (на рис. 2.8. заштрихованная зона 1), потерями напора в каналах насоса (зона 2), потерями на входе в колесо, переходе в отвод и в отводе (зона 3).

Напор насоса обычно наи­больший при нулевой подаче на режиме, который называет­ся режимом закрытой задвиж­ки. У некоторых насосов наи- больший напор не совпадает с нулевой подачей. Характе­ристика такого насоса показа­ на на рис. 2.8. пунктиром. Здесь, в области малых подач, работа насоса будет неустой­чивой, так как напор не опре­деляет однозначно количе­ство подаваемой жидкости (при одной и той же величине напора может быть подача большая и меньшая).

-56-

Нулевому напору насоса всегда соответствуют нулевой КПД и наибольшая подача насоса, так называемая работа насоса на излив, т. е. без преодоления полезных сопротивлений. Мощность, потреб­ляемая насосом при нулевой подаче или нулевом напоре, не равна нулю, так как при этих режимах имеются потери на дисковое трение, рециркуляцию жидкости у входа и выхода из колеса, механические и объемные потери (утечка).

Запуск центробежного насоса производится в режиме закрытой задвижки, так как при этом наименьшая мощность потребляемая на­сосом, а следовательно и минимальный пусковой ток на обмотке элек­тродвигателя.

Вопрос 2.11. Определение рабочей характеристики насоса при изменении частоты вращения вала

На рис. 2.9. показаны характеристики насоса при частоте враще­ния вала 2900 и 2600 об/мин. Подача Q₂ получена пересчетом подачи Q₁ по формуле (2.19). Новый напор (точка 2) определен по формуле (2.18). Мощность при новом режиме (точка 2¹) определена по фор­муле (2.20). КПД при новом режиме не изменяется, и точку 1" пере­несем по горизонтали в точку 2".

Необходимо учесть, что при большом снижении частоты враще­ния колеса КПД насоса уменьшается, так как возрастает доля меха­нических потерь.

Таким же порядком определяются все точки кривых характеристики.

Построив характеристики насоса при нескольких значениях вра­щения вала и соединив точки равного КПД, получим универсальную

-57-

характеристику насоса при изменении частоты вращения его вала (рис. 2.10). Если при построении универсальной кривой принимались внутренние КПД насоса, то кривые равных КПД представляют со­бой параболы. При общем КПД насоса (с учетом механических по­терь в сальниках и подшипниках) эти кривые искажаются и не соот­ветствуют форме параболы.

Универсальная характеристика позволяет по одному графику оп­ределить параметры насоса при изменении частоты вращения его вала.