СОВМЕСТНАЯ РАБОТА НАСОСА И ВОДОПРОВОДА

Если насос присоединен к системе водопроводов, то его работа находится в зависимости от гидравлических свойств этой системы, называемой кратко сетью.

Рассмотрим условия этой зависимости на примере установки (рис. 2-1), полагая, что работа системы устойчива.

Первое условие вытекает из уравнения неразрывности и заключается в равенстве массовых подач, проходящих через насос и присоединенный к нему водопровод: М_нас = М_труб.

Для случая подачи насосом несжимаемой жидкости справедливо равенство объемных подач

Q_нас = Q_труб

Второе условие связи насоса с водопроводом вытекает из уравнения сохранения энергии, записанного для сечений, находящихся на уровнях 0 — 0

и Δ – Δ:

(2/12)

где L_П — удельная полезная работа насоса; — потеря напора, обусловленная гидравлическим сопротивлением сети от начала всасывающей трубы насоса до точки Δ разветвления труб.

Из последнего равенства следует формула расчета необходимой полезной работы насоса

(2-13)

При режимах работы с развитой турбулентностью, наблюдающихся обычно в сетях, потери напора можно считать пропорциональными квадрату средней скорости. Поэтому сумму двух последних членов уравнения (2-13) можно заменить на mQ² (где m ≈ const)

Следовательно, в этом случае

(2-14)

Последнее уравнение делением на g приводится к виду

(2-15)

Пусть линия А на рис. 2-2 является характеристикой насоса А, показанного на рис. 2-1. Задавая произвольные значения Q и вычисляя правую часть уравнения (2-14), будем откладывать получаемые значения на графике рис. 2-2.

Соединив плавной линией полученные точки, строим характеристику а водопровода, изображенного на рис. 2-1.

Очевидно, что точка а пересечения кривых А и а определяет единственно возможный в данной системе установившийся режим работы насоса, потому что только в этой точке имеется равенство полезной удельной работы насоса и удельной работы, требуемой сетью.

РАБОЧИЙ РЕЖИМ НАСОСОВ

Под рабочим режимом насоса понимается установившийся ре­жим работы его в данной системе.

При работе насоса его подача Q и напор Н устанавливаются по потребным для системы расходу Qc и напору Нс. При установив­шемся режиме Q = Qс и Н = Нс.

Если совместить на одном гра­фике характеристику сети Н_с— Q_с и характеристику насоса Н—Q (рис. 1), то точка А пересечения этих характеристик определит рабочий режим насоса (точка А называется рабочей).

Характеристику насоса получа­ют при его испытаниях. Характе­ристику сети можно построить по уравнению

где Н_ст — статическая высота подачи, равная сумме геометриче­ской и манометрической высот; под последней подразу­мевается высота, соответствующая избыточному давле­нию в системе (пневноцистерне, магистрали водоосушения н др.);

k_с - величина, постоянная для данной сети (в нее входят численные постоянные значении формул, определяющих гидравлические потери).

При изменении характеристики сети рабочая точка А переме­стится по характеристике насоса и, следовательно, режим его ра­боты изменится.

Характеристику Н—Q получают во время испытания насоса при постоянной частоте вращения. Вид этой характеристики зависит от типа насоса. На рис. I изображена напорная характеристика центробежного насоса. Поршневые насосы обладают жесткой на­порной характеристикой.

Параметры, соответствующие рабочему режиму насоса, назы­ваются рабочими. В том случае, когда рабочие параметры совла­дают с номинальными (спецификационными), насос работает наи­более экономично. Это учитывают проектировщики при подборе насосов для судовых систем.

При эксплуатации насоса необходимо стремиться к тому, чтобы он возможно больше времени работал в оптимальном режиме, т.е. обеспечивал подачу н напор, указанные в инструкции по эксплуа­тации. Всякие отклонения от номинального режима при неизмен­ной частоте вращения вызывают снижения экономичности работы насоса.