Файл: Назначение и принцип действтия насосов.docx

Таким образом, для более общего случая с учетом отметки установки насоса и температуры перекачиваемой жидкости высота всасывания может определяться по формуле:

.

Если значение величины в результате расчета оказывается меньше нуля, то насос должен быть установлен ниже уровня воды в приемном резервуаре, т. е. с подпором.

Высота всасывания насоса, являясь одним из основных параметров, определяющих компоновочное решение насосной станции или установки, в то же время не дает возможности численно оценить степень развития кавитации, а следовательно, и сравнить между собой кавитационные характеристики насосов, постоянно изменяющиеся в процессе эксплуатации.

В насосостроении для сравнения кавитационных качеств насосов, количественной оценки степени развития кавитации и анализа вопроса о выборе допустимых значений высоты всасывания пользуются критерием (параметром), который называется кавитационным запасом .

Кавитационный запас представляет собой превышение механической энергии в потоке на входе в насос над давлением насыщенного пара:

. (*)

Иногда этот параметр называется избыточным напором всасывания.

Приведем уравнение (*) к следующему виду:

. (1*)

Снова запишем выражение для геометрической высоты всасывания:

(2*)

Подставим сумму , выраженную через сумму в (2*):

,

таким образом, установлена связь между геометрической высотой всасывания и кавитационным запасом.

Для каждого насоса существует некоторое минимальное значение . При уменьшении кавитационного запаса ниже этого значения в насосе начинает развиваться кавитация.

Наименьшему значению соответствует наибольшее значение геометрической высоты всасывания:

---

,

которое иногда называют критической высотой всасывания.

Для обеспечения надежной работы насоса допускаемая при эксплуатации высота всасывания должна иметь некоторый запас, что учитывается введением коэффициента запаса:

,

где .

В зависимости от условий работы насоса коэффициент запаса принимается равным 1,1 – 1,5.

Для определения минимального кавитационного запаса используется формула С.С. Руднева:

,

где С - постоянная, зависящая от конструктивных особенностей насоса и называемая кавитационным коэффициентом быстроходности.

17. 
    ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
    

Характеристикой насоса называется графически выраженная зависимость основных энергетических показателей от подачи при постоянной частоте вращения вала рабочего колеса, а также при постоянной вязкости и плотности жидкой среды на входе в насос.

Основные параметры лопастных насосов: подача, напор, мощность, КПД и частота вращения вала рабочего колеса находятся в определенной зависимости, которая лучше всего уясняется из рассмотрения характеристических кривых.

Значения напора, мощности и КПД для ряда значений подачи могут быть представлены в виде системы точек в координатах:

- ;

- ;

- .

Соединяя точки плавными кривыми, получаем непрерывную графическую характеристику зависимости рассматриваемых параметров от подачи насоса при постоянной частоте вращения .

Основной характеристической кривой насоса является график, выражающий зависимость развиваемого насосом напора от подачи:

при

18. 
    СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАСОСОВ
    

---

При расчете режима насоса, как правило, пользуются опытными характеристиками, которые получают при испытании насосов.

При проведении опытных испытаний осуществляют измерения:

• 
  подачи насоса;
  
• 
  напора насоса на входе и выходе из него;
  
• 
  потребляемой мощности насоса;
  
• 
  вакуумметрической высоты всасывания насоса.
  

По результатам измерений вычисляют:

• 
  напор, приведенный к оси насоса;
  
• 
  полезную мощность при постоянной частоте вращения;
  
• 
  КПД при постоянной частоте вращения.
  

Полученные значения напора, мощности, КПД и допустимого кавитационного запаса для ряда значений подачи представляют в виде системы точек в координатах: H, N, , h_ДОПи Q.

Соединяя соответствующие точки плавными линиями, получают графически выраженные зависимости рассматриваемых параметров от подачи насоса при постоянной частоте вращения для данного диаметра рабочего колеса.

Полученные кривые: , , , называются энергетическими характеристиками центробежного насоса и вписываются в паспорт насоса.

Рабочие характеристики центробежного насоса представлены на рисунке:



Максимальному значению КПД соответствует подача и напор (расчетные параметры).

Точка Р характеристики , отвечающая максимальному значению КПД, называется оптимальной режимной точкой.

Характеристика показывает, что с уменьшением подачи напор возрастает и при подаче, равной нулю, т. е. при закрытой задвижке на напорном трубопроводе, достигает максимального значения. Данная характеристика

---

называется стабильной (характеристика, не имеющая возрастающей ветви).

Режим работы насоса, имеющего стабильную рабочую характеристику , протекает устойчиво во всех точках кривой.

Характеристика насоса, в соответствии с которой, напор возрастает при начальном увеличении подачи, а затем падает, называется восходящей.

Восходящая характеристика представлена на рисунке:



Графическая характеристика имеет восходящую ветвь от до .

Напору соответствуют две подачи и . Изменение подачи насоса наступает внезапно, сопровождается сильным шумом и гидравлическими ударами.

Работа насоса в пределах подачи от нуля до называется областью неустойчивой работы.

Форма характеристики зависит от коэффициента быстроходности насоса . Чем больше коэффициент быстроходности, тем круче кривая .

Насосы со стабильными пологими характеристиками целесообразно применять в системах, где при постоянном напоре требуется регулирование подачи в широких пределах.

Насосы со стабильными крутопадающими характеристиками целесообразно применять в системах со значительными колебаниями напора при необходимости сохранения по возможности постоянной подачи.

Насосы с восходящими характеристиками рекомендуется применять в системах, где подача не снижается до (до подачи, соответствующей напору при закрытой задвижке).

19. 
    ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК НАСОСОВ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РАБОЧЕГО КОЛЕСА
    

---

При необходимости пересчета паспортных характеристик, установленных при частоте вращения на другую частоту вращения рабочего колеса при , то можно воспользоваться следующими выражениями, полученные из закона подобия центробежных насосов:

; (19-1)

; (19-2)

. (19-3)

Приведенные выше выражения называются законом пропорциональности.

;

;

.

Высота всасывания насоса при работе его с частотой вращения определяется по уравнению:

,

где и - допускаемая вакуумметрическая высота всасывания при частотах вращения и .

Установленный закон пропорциональности позволяет по одной опытной характеристике построить ряд характеристик насоса в широком диапазоне изменения частоты вращения.

Необходимо отметить, что режим работы насоса с пониженной частотой вращения допускается всегда, но повышение частоты вращения больше чем на 10 – 15 % должно быть согласовано с заводом-изготовителем.

Исключая из уравнений (19-1) и (19-2) частоту вращения, получим:

и ,

откуда: , откуда:

---