2.1. Исходные данные
1. Насос, трубопровод с открытой задвижкой и 
= 2 м.
2. Процент изменения частоты вращения насоса определяется последней цифрой номера зачетной книжки. Частота вращения уменьшается на 20%.
2.2. Построение характеристик насоса при измененной частоте вращения
Качественный способ регулирования стоящий в прикрытии задвижки, расположенный за насосом, очень прост, но экономически невыгоден, так как снижает коэффициент использования насосной установки. Экономичным является способ регулирования насоса изменением частоты вращения насоса в период эксплуатации. Этот способ регулирования называется качественным, при нем сохраняется практически неизмененным коэффициент использования насосной установки, равный КПД насоса.
2.2.1. Напорная характеристика
На поле H – Q подобные точки располагаются на параболах подобных режимов H=aQ 
.
;
;
Где 
= 
/ 
; = (1+P/100) ;
P – процент изменения частоты вращения насоса (по заданию «+» 20%)
= (1+20/100) *980=1176 об/мин
=1176/980 =1,2
м 
/ ч;
м / ч;
м / ч;
м / ч;
м / ч.
м;
м;
м;
м;
м;
Таблица 2.1.
Характеристики насоса с измененной частотой вращения
| № точки | Q  , м / ч
| Н ,
м
| Q  ,
м / ч
| Н ,
м
|  ,
%
|  ,
%
| N  ,
кВт
| 
м
| 
м
|
| 27,5 | - | - | |||||||
| 31,2 | 63,1 | 3,6 | 4,3 | ||||||
| 24,5 | 29,4 | 84,6 | 4,1 | 4,9 | |||||
| 27,6 | 93,9 | 4,5 | 5,4 | ||||||
| 61,5 | 117,9 | - | - |
2.2.2. КПД - характеристика
Для построения характеристики КПД при измененной частоте вращения насоса на исходной характеристике КПД отмечают точки Е, соответствующие подачи точкам Е на исходной напорной характеристике (рис. 2.1.). КПД в точках М соответствующих по подаче т. М при измененной частоте вычисляют по формуле:
,
Где 
, 
выражены в процентах.
%;
%;
%;
%;
%;
Результаты расчетов приводятся в табл. 2.1. По этим результатам строятся точки m. Полученные точки соединяются плавной линией, которая и будет КПД – характеристикой насоса с изменой частотой вращения.
2.2.3. Мощностная характеристика
Мощностную характеристику при измененой частоте вращения определяют по напорной и КПД – характеристикам насоса с изменой частоте вращения, кВт:
,
Где 
- мощность насоса при измененной частоте вращения.
кВт;
кВт;
кВт;
кВт;
кВт;
Результаты заносим в таблицу 2.1.
2.2.4. Кавитационная характеристика насоса
Зависимость допустимого кавитационного запаса 
от подачи называется кавитационной характеристикой насоса, которая при исходной частоте вращения показано на рис. 1.3. Пересчитываем эту характеристику на измененную частоту вращения:
= ( / ),
= 3,6* (1176/980)=4,3 м;
= 4,1* (1176/980)=4,9 м;
= 4,5* (1176/980)=5,4 м;
Результаты расчетов заносим в табл. 2.1.
2.3. Определение для рабочих точек параметров насоса при исходной и измененной частотах вращения.
Точки пересечения характеристик трубопровода с напорными характеристиками при и будут рабочими точками В и D соответственно при измененной и исходной частоте вращения. Эти точки определяют подачу насоса Q 
и Q 
при и .
Таблица 2.2
Параметры насоса при исходной и измененной частотах вращения
| n об/мин | Н, м | Q,
м / ч
| N, кВт |  ,
%
|
м
| 
м
| 
м
|
| = 980
| 4,3 | ||||||
| =1176
| 6,2 | 4,2 |
2.4. Допустимая отметка установки насоса и допустимая высота всасывания при исходной и изменой частоте вращения.
По известным значениям допустимого кавитационного запаса вычисляем допустимую отметку установки насоса и допустимую частоту всасывания при исходных и измененных частотах.
= + 
- 
- ,
= 2+9,6-0,4-5=6,2 м
= -
=6,2-2=4,2 м
2.5. Суммарные напорные характеристики при параллельной работе насосов.
Параллельной работой насосов называют подачу воды несколькими насосами в один трубопровод. Такое соединение предназначено для увеличения подачи воды в НТ.
Суммарные напорные характеристики параллельно работающих насосов получают путем сложения подач при фиксированных напорах. На рис 2.3. показаны суммарные характеристики двух и трех одинаковых насосов и характеристика трубопровода, обозначена линия НТ. Рабочие точки 
, 
, 
соответствуют работе одного, двух и трех насосов. Видно, с увлечением числа параллельно работающих насосов выигрыш в подаче уменьшается: разность подач Q 
- Q 
меньше разности Q - Q 
.
2.6. Определение параметров насосов при параллельной работе.
После построения аналогично Рис 2.3. суммарных напорных характеристик двух, трех и четырех насосов при исходной частоте вращения и характеристике трубопровода Нт можно перенести в табл. 2.3. полученные значения подач и напора для рабочих точек , , , затем рассчитать коэффициент увеличения подачи.
m= Q / Q ,
где Q - подача при работе n насосов;
Q - подача при работе на трубопровод одного насоса.
m= 730/730=1,00 m= 800/730=1,10 m= 810/730=1,11
Подача каждого насоса при параллельной работе:
Q 
= Q / z. Q =730/1=730 м / ч Q =800/2=400 м / ч Q =810/3=270 м / ч
Таблица 2.3.
Параметры при параллельной работе насосов
| z, шт. | Q , м / ч
| Н , м
| m | Q , м / ч
| , %
| Подача в рабочем диапазоне |
| 23,5 | 1,00 | Да | ||||
| 1,10 | Нет | |||||
| 1,11 | Нет |
2.7. Суммарная напорная характеристика при последовательной работе насосов
Последовательной называется такая работа насосов, при которой вода от первого насоса поступает во всасывающий патрубок второго, а из второго направляется в НТ. Последовательное соединение насосов показано на рис. 2.4. Такое соединение насосов предназначено для повышения напора в НТ, что увеличивает подачу воды. Наиболее эффективно последовательное соединение насосов в том случае, когда один насос не может обеспечить расход через НТ. Последнее означает, что напорная характеристика трубопровода располагается выше нормальной характеристики насоса.
2.8. Определение параметров насосов при последовательной работе
По подаче каждого насоса Q и по КПД- характеристике определяется КПД насоса и выявляется, находится ли подача Q в рабочем диапазоне. На основании данных табл.2.4. можно заключить, что с увеличением числа подключаемых к трубопроводу последовательно работающих насосов:
- возрастает подача воды в НТ за счет увеличения суммарного напора насосов;
- уменьшается напор каждого насоса;
- как правило, снижается КПД насоса и подача может выйти за рабочий диапазон;
- уменьшается , из-за увеличения , вызванного ростом подачи насоса.
Это показывает, что последовательное подключение второго насоса к первому действующему в здании насосной станции, когда нельзя уменьшить 
, приведет к кавитации в первом насосе.
H = 23/1=23 м; H = 35/2=17,5 м;
Таблица 2.4
Параметры при последовательной работе насосов Д1250-65
| z, шт. | Q ,
м / ч
| Н ,
м
| m | H ,
м / ч
| ,
%
| ,
м
| , м
| ,
м
| Подача в рабочем диапазоне |
| 4,3 | Да | ||||||||
| 1,32 | 17,5 | 6,2 | 4,2 | Нет |
2.9. Экологические аспекты
Экологические требования и мероприятия насосной установки. Количественное и качественное регулирование насосов влияет на повышение экономичности насосной установки, что способствует вводу в эксплуатацию новых электростанций, а также использование насосов с лучшими антикавитационными качественными позволяет уменьшить заглубление насосной станции, что снижает негативный эффект на окружающую среду при строительстве. При анализе последовательной и параллельной работы насосов необходимо обращать внимание на нахождение напора в рабочем диапазоне. Это связано с тем, что выход за рабочий диапазон, помимо снижения КПД, сопровождается ростом шума и вибрации насоса, что негативно влияет на обслуживающий персонал и окружающую среду. Следует отметить, что строительство и эксплуатация насосной станции оказывает воздействие на природную среду:
- на земляные ресурсы за счет изъятия земли по строительство;
- на водные ресурсы в связи с использованием воды на нужды обслуживающего персонала, загрязнение воды и почвы сточными водами и маслами при небрежной эксплуатации маслосистем их хранилища масел.
Список литературы:
1. ДБН В.2.4-1-99. Мелиоративные системы и сооружения. – К., 2000.
2. Каталог насосов применяемых в мелиорации. – М.: Росоргтехводстрой, 1988. – 229с.
3. Насосы и мелиоративные насосные станции/ Петрик А.Д., Подласов А.В., Евреенко Ю.П.; Под ред. Петрика А.Д. – Львов: Выща шк. Изд-во при Львов. ун-те, 1987. – 168 с.
4. Насосы и насосные станции/Под ред. В.Ф.Чебаевского. – М.: Агропромиздат, 1989.
5. Насосы. Номенклатурный справочник по заводам СНГ и Балтии. В 2-х частях. – ОАО «МосЦКБА»,2003.
6. Центробежные насосы двухстороннего входа. Каталог. – М.: ЦИНТИ ХИМНЕФТЕМАШ, 1982. – 23 с.
7. МУ!