Последовательное включение нагнетателей

Последо­вательное включение двух или большего числа нагнета­телей в большинстве случаев применяется тогда, когда давление, создаваемое одним нагнетателем, недостаточ­но для преодоления сопротивления сети. В отдельных случаях такое включение приходится применять потому, что окружные скорости рабочего колеса, соответствую­щие требуемым значениям давления, оказываются очень высокими и при определенных условиях, например при работе нагнетателя в системе пневмотранспорта, могут стать причиной быстрого разрушения лопаток и корпу­са вследствие соударения последних с грубыми кусками транспортируемого материала.

При последовательном включении одно и то же ко­личество жидкости последовательно перемещается все­ми нагнетателями, а давление, необходимое для преодо­ления сопротивления всей сети, равно сумме давлений, создаваемых каждым нагнетателем. Так как кинетиче­ская энергия, сообщенная потоку первым нагнетателем, не теряется на удар, то общее статическое давление больше суммы статических давлений отдельных нагнетателей.

Схема включений нагнетателей в последовательную работу и соответствующие им эпюры статического дав­ления показаны на рис. 5.6.

В схеме, показанной на рис. 5.6 а,два нагнетателя располагаются один за другим таким образом, что избы­точное статическое давление AD, создаваемое нагнетателем I, расходуется на участке АЕ, а избыточное статическое давление EF, создаваемое нагнетателем II, – на участке ЕВ.

В схеме, приведенной на рис. 5.6 б,нагнетатель II расположен непосредственно за нагнетателем I. Экс­плуатационным недостатком такой установки является Необходимость более тщательной герметизации соединений трубопроводов с тем, чтобы исключить утечки, веро­ятность которых выше, чем в предыдущем случае, по­скольку отдельные участки сети находятся под большим Избыточным давлением, чем в схеме на рис. 5.6 а.

При установке нагнетателей по схеме, изображенной на рис. 5.6 в,избыточное статическое давление, разви­ваемое нагнетателем I, расходуется не на всем участке AG, а лишь на участке АЕ. Поэтому нагнетателю II приходится создавать разрежение на стороне всасывания (для преодоления потерь на участке EG)и избы­точное статическое давление на стороне нагнетания (для преодоления потерь на участке GB).

Рисунок 5.6 – Эпюры статического давления при различных схемах включения вентиляторов в последовательную работу

На рис. 5.6 г показано распределение давлений в системе дутьевой вентилятор I – котел – дымосос II. Перепад FG характеризует разрежение в топке котла.

В схеме, показанной на рис. 5.6 д, нагнетатель I преодолевает сопротивление на участке АЕ, создавая избыточное статическое давление AD. Нагнетатель II, расположенный в конце сети, преодолевает потери на участке ЕВ, создавая разрежение BF.

И, наконец, на рис. 5.6 епоказана установка нагне­тателей в сети, когда потери давления преодолеваются путем создания разрежения на всасывающей стороне на­гнетателей.

Проанализируем работу в сетях последовательно включенных нагнетателей.

5.4. Нагнетатели с одинаковой характери­стикой

Анализ работы нагнетателей не зависит от числа включенных машин, поэтому рассмотрим работу лишь двух нагнетателей. Для построения суммарной характеристики давления нагнетателей нужно при лю­бом значении подачи удвоить значение соответствую­щего ей давления (рис. 5.7).

5.5. Нагнетатели с разными характеристи­ками. Рассмотрим работу двух последовательно включенных нагнетателей, имеющих разные характеристики. При построении суммарной характеристики приходится учитывать то обстоятельство, что характеристика одно­го из нагнетателей может заходить в IV квадрант (рис. 5.8). Построение суммарной характеристики дав­ления заключается в сложении значений давлений каж­дого нагнетателя при одинаковой подаче. Как видно из рисунка, последовательное включение нагнетателей це­лесообразно при режимах, когда рабочая точка распо­ложена левее точки А ₂(сеть I), так как при этом дав­ление, создаваемое совместно работающими нагнетате­лями, больше того, которое смог бы создать каждый из нагнетателей при индивидуальной работе в той же сети.

Рисунок 5.7 – Определение режима работы двух последовательно включенных одинаковых венти­ляторов	Рисунок 5.8 – Определение режима работы двух последовательно включенных вентиляторов, име­ющих разные характеристики

В том случае, если характеристика сети проходит через точку A ₂ (сеть II), включение в совместную рабо­ту нагнетателя с характеристикой 2бесполезно, так как увеличения давления по сравнению с тем, которое создает при индивидуальной работе в этой сети нагнетатель с характеристикой I, не происходит.

Наконец, работа в режимах, когда рабочая точка на­ходится правее точки A ₂ (например, точка А ₃в сети III), характеризуется снижением общего давления по сравнению с тем, которое создает при индивидуальной работе в той же сети нагнетатель с характеристикой I. В этих условиях включение в совместную работу на­гнетателя с характеристикой 2не только бесполезно, но даже вредно.

В реальных условиях при необходимости совместно­го включения нагнетателей целесообразнее использовать нагнетатели с одинаковой характеристикой. Число пос­ледовательно включенных вентиляторов может быть лю­бым и определяется значением необходимого давления. Число последовательно включенных насосов лимитирует­ся прочностью корпусов и надежностью работы конце­вых уплотнений.

Контрольные вопросы

1. Как строится совместная характеристика двух одинаковых нагнетателей при их последовательном соединении?

2. Как строится совместная характеристика двух одинаковых нагнетателей при их параллельном соединении?

3. В каких квадрантах возможна работа нагнетателя?

4. Охарактеризовать особенности построения совместной характеристики при параллельном соединении двух различных нагнетателей?

5. Охарактеризовать особенности построения совместной характеристики при последовательном соединении двух различных нагнетателей?

ЛЕКЦИЯ 6