Совмещенная характеристика насоса и трубопровода

Если на график Н – Q нанести (рис. 7.4) характеристику насоса и трубопровода, то совместный график называется совмещенной характеристикой.

Точка пересечения характеристик насоса (1) и трубопровода (2) является рабочей точкой насоса (3), которая соответствует потребной подаче Q_п и потребному напору Н_п. Рабочая точка определяет максимально возможный расход и напор при работе насоса на данную сеть. При проектировании трубопроводов и подборе насосов необходимо стремиться к тому, чтобы рабочая точка насоса находилась на ординате максимального КПД.

Рис. 7.4. Определение рабочей точки насоса:

1 – характеристика центробежного насоса; 2 – характеристика сети

На рис. 7.4 представлены совмещенные рабочие характеристики насоса и трубопровода. Рабочая характеристика трубопровода (сети) приведена при геометрическом напоре, равном высоте подъема жидкости Нг. По величине потребных (требуемых) значений Q_п и Н_п определяют мощность на валу насоса по формуле:

, (7.24)

где – полный КПД центробежного насоса (0,7 – 0,9).

Мощность двигателя, приводящего в движение насос, равна

. (7.25)

Регулирование режимов работы насоса

Характеристике насоса и сети (рис. 7.4) соответствует только одна рабочая точка. Между тем требуемая подача может изменяться. Для изменения режима насоса центробежного типа изменяют либо характеристику насоса, либо сети.

Регулирование сети может осуществляться при помощи задвижки (дросселированием). На рис. 7.5 путем изменения проходного сечения задвижки характеристика сети изменяется. Рабочим точкам 1, 2, 3 будет соответствовать измененный расход Q₁, Q_2, Q₃.

Рис. 7.5. Регулирование насосной установки путем изменения

характеристики сети

На рис. 7.6 показано регулирование насосной установки путем изменения частоты вращения насоса. При частотах вращения вала насоса n₁, n₂ n₃ происходит изменение расхода нефтепродукта. Для этой цели необходим двигатель с переменной частотой вращения. Данный способ регулирования сложный, но экономичный.

Рис. 7.6. Регулирование насосной установки путем изменения

характеристики насоса

При изменении частоты вращения вала насоса с n₁ до n₂ изменяются его главные показатели – расход Q, напор H и мощность N.

Примерные соотношения частот вращения и соотношения расходов, напора и мощности следующие [21]:

n₁/n₂ = Q₁/Q₂; n₁²/n₂² = H₁/H₂; n₁³/n₂³ = N₁/N₂. (7. 26)

При расчете и выборе центробежных насосов вначале определяют степень быстроходности, затем размеры колеса, форму и число лопаток, строят планы скоростей, определяют КПД, расход, напор и мощность.