ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.06.2019
Просмотров: 11550
Скачиваний: 241
(
)
к
2
2
т
ctg
Q
bg
n
g
n
D
H
β
−
π
=
, (1.76)
и тогда гидравлическая мощность (1.15) будет равна:
(
)
2
к
2
к
2
2
г
ctg
Q
b
п
Q
n
D
N
β
ρ
−
π
ρ
=
. (1.77)
На рис. 1.18 изображены теоретические характеристики центробеж-
ных насосов с бесконечным числом лопастей для различных их форм
(см. рис. 1.16), но с одинаковыми геометрическими размерами и
.
Устойчивая работа насоса, благоприятные условия работы двигателя, вви-
ду слабо изменяющейся гидравлической мощности, обеспечиваются толь-
ко для рабочих колёс с лопастями, загнутыми назад (
β
const
=
n
2
< 90°, ctg
β
2
> 0°).
Действительные рабочие характеристики центробежных насосов от-
личаются от теоретических тем больше, чем выше подача насоса, ввиду
увеличения потерь напора в проточной части насоса и отклонения картины
течения от струйной модели.
N
N
Рис. 1.18. Теоретические рабочие характеристики
центробежных насосов для различных форм лопастей
Изготовленные насосы подвергаются стендовым испытаниям, в зада-
чу которых входит определение действительной зависимости напора, по-
требляемой мощности, КПД насоса от его подачи, т. е. определение рабо-
чих характеристик насоса.
H
T∞
N
2
Q
к
2
для
2
для
β
2л
> 90° β
2л
= 90°
H для β
T∞
2л
> 90°
H для β
T∞
2л
= 90°
N
2
для
β
2л
< 90°
H для β
T∞
2л
< 90°
46
Принципиальная схема установки для проведения испытаний показана
на рис. 1.19.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Рис. 1.19. Схема установки для определения рабочих характеристик насоса:
1 – насос; 2 – манометр; 3 – водомерный узел; 4, 12 – задвижки; 5 – бак;
6 – кран; 7 – водомерное стекло; 8 – вакуум-насос; 9 – термометр;
10 – дифференциальный манометр; 11 – вакуумметр
Насос 1 подаёт воду через водомерный узел 3, который в случае ис-
пользования дроссельного устройства снабжён дифференциальным мано-
метром 10, в бак 5 и забирает воду из того же бака. Задвижка 4 служит для
регулирования подачи насоса, а 12 – для отключения его при замене. Ма-
нометр 2 и вакуумметр (или мановакуумметр) 11 используются для опре-
деления напора насоса. Температура воды контролируется термометром 9,
а уровень воды в баке по водомерному стеклу 7. Для определения потреб-
ляемой мощности можно использовать мотор-весы, позволяющие опреде-
лить момент на валу насоса и число оборотов (значит, и угловую скорость)
вала. Если перекрыть кран 6 для сообщения бака с атмосферой, то, исполь-
зуя вакуум-насос 8 и создавая в баке разрежение, можно получить кавита-
ционные характеристики насоса и зависимости
= f(Q) или
д
вак
H
д
вс
H = f(Q),
которые также являются рабочей характеристикой насоса.
Испытания начинаются при полностью закрытой задвижке 4, а затем
проводят серию опытов при различной степени открытия задвижки 4 до
тех пор, пока она не будет открыта полностью, т. е. насос практически будет
работать на излив воды. В результате опытов получают серию значений по-
дачи насоса и после обработки опытных данных по вышеприведённым
47
формулам получают серию значений напора H, мощности N, КПД
η, до-
пустимой вакуумметрической высоты всасывания
д
вак
H
.
По полученным данным строят зависимости H = f
1
(Q); N = f
2
(Q);
η = f
3
(Q) и
д
вак
H = f(Q), для n = const. В каталогах и паспортах насосов их
обычно представляют как показано на рис. 1.20, а. Для всех приведённых
кривых масштаб по оси абсцисс Q одинаков, а по оси ординат масштаб H,
N,
η и
указан слева и справа от поля графика.
д
вак
H
Точка А (см. рис. 1.20, а) характеристики насоса Q –
η, отвечающая
максимальному значению КПД, называется оптимальной точкой, и насо-
сы должны подбираться так, чтобы они работали в режиме, близком к оп-
тимальной точке.
При закрытой задвижке (Q = 0) насос полезной работы не совершает,
и подводимая к нему мощность затрачивается на механические потери в
подшипниках, сальниках и нагревание воды в корпусе насоса. Во избежа-
ние перегрева жидкости в насосе допускается кратковременная работа с
закрытой задвижкой, но для облегчения пуска следует включать насос при
закрытой задвижке. При подборе насосов используют графики полей насо-
сов (рис. 1.20, б, в), на которых показаны области Q = H всех предусмот-
ренных типоразмеров центробежных консольных насосов (рис. 1.20, б) и
насосов двухстороннего входа (рис. 1.20, в).
а
0
16
32
48 л/с
0
10
кВт
0
20
40
80
%
60
0
4
8
12
16
20
М Н
М
Т
3
5
К 160/20
А
η
η
Н
А
N
Q
N
доп
в
Н
доп
в
Н
48
4 6 8 10 15 20 30 40 6080100150200Q, м
3
/ч
7
10
15
20
30
40
60
80
Н, м
1,5 2 3 4 6 8 10 15 20 30 40 60 Q, л/с
Рис. 1.20. Рабочие характеристики насосов:
а – рабочие характеристики насоса К 160/20; б – сводный график полей Q – H
центробежных консольных насосов типа К и КМ; в – сводный график полей Q – H
центробежных насосов двустороннего входа типа Д
Характеристика Q – H называется главной рабочей характеристикой на-
соса. Формы характеристик центробежных насосов (рис. 1.21) могут быть по-
логие 1, крутопадающие 2 и возрастающие 3 (имеющие максимум). Форма ха-
рактеристики зависит от коэффициента быстроходности, числа лопастей, кон-
структивных особенностей насоса. Насосы с пологими характеристиками 1
(см. рис. 1.21) используются в тех случаях, когда по условиям работы должна
существенно изменяться подача насоса при примерно одинаковом напоре. Та-
кие требования должны обеспечить перевозные пожарные насосы, пожарные
и хозяйственные насосы специальных и объединённых противопожарных во-
допроводов, насосы, подающие воду в установки пожаротушения.
б
Н
, м
0
200 300 400 600 800 1000 2000 3000 5000 8000 Q, м
3
/ч
55 83 111139166222278 555 833 1111 1666 2777 Q, л/с
в
10
15
20
30
40
50
100
90
80
70
60
49
Q
Н
А
D
1
2
3
Q
номинальное
Рис. 1.21. Форма Q – H характеристик центробежных насосов:
1 – пологие; 2 – крутопадающие; 3 – возрастающие
Коэффициент быстроходности таких насосов лежит в пределах
80 < n < 200 (об/мин) или 1,3 < n < 3,3 (об/с).
s
s
Применение насосов с крутопадающей характеристикой 2 (см. рис. 1.21)
целесообразно в тех случаях, когда желательно иметь малый диапазон коле-
бания расходов при значительных колебаниях напора насосов, например, на
насосных станциях первого подъёма при значительном колебании уровня во-
ды в источнике. Крутопадающие характеристики имеют насосы с высоким
значением коэффициента быстроходности (n
s
> 200).
Возрастающие характеристики 3 (см. рис. 1.21) имеют вначале неус-
тойчивый участок работы АД, так как одному значению напора соответст-
вуют два значения подачи. Работа таких насосов допускается только с рас-
ходами, превышающими расход Q
D
. Возрастающие характеристики имеют
тихоходные центробежные насосы (n
s
< 80).
Для выбора рабочего режима насоса и соответствующего числа обо-
ротов пользуются универсальными характеристиками (рис. 1.22), пред-
ставляющими собой графики зависимостей напора от подачи для различ-
ных чисел оборотов.
50