Составление графической характеристики совместной работы насосов и трубопроводов

 

Порядок построения графической характеристики системы "насосы - трубопроводы" при параллельной работе следующий:

Составляется схема соединений внутри насосной станции.

 

Рисунок 5.1. Технологическая схема насосной станции: 1 – вход в трубу плавный; 2 – переход сужающийся; 3 – колено; 4 – переход сужающийся; 5 – переход расширяющийся; 6 – задвижка; 7 – труба 8 – колено; 9 – тройник; 10 – напорные водоводы.

 

Определяются внутристанционные потери по формуле:

 

 (5.1)

 

Где  - потери напора по длине всасывающего и напорного внутристанционного трубопроводов соответственно, которыми можно пренебречь;  - потери напора в местных сопротивлениях соответственно во всасывающем и в напорном внутристанционном трубопроводах.

Для технологической схемы насосной станции с насосами типа "В" и коленчатым подводом потери напора в местных сопротивлениях во всасывающем трубопроводе включают: потери на входе в трубу 1, в переходе сужающемся 2, 4, в колене 3.

 

 (5.2)

 

 - скорости соответственно на входе в трубу, в колене и в переходе сужающемся, м/с:

 

 

Потери напора в местных сопротивлениях в напорном внутристанционном трубопроводе определяются с учетом потерь напора в переходе расширяющемся 5, в дисковом затворе 6, колене 8 и тройнике присоединения к магистрали 9:

 

 (5.3)

 

 - скорости соответственно в переходе расширяющемся, в дисковом затворе, в колене и в ответвлении тройника, м/с.

 

 

Определяется удельное сопротивление внутристанционной линии:

 

 (5.4)

 

Строится кривая внутристанционных потерь Q - Н_{вн. ст}:

 

 (5.5)

 

Определение координат кривой внутристанционных потерь удобно вести в табличной форме:

 

Таблица 5.1. Определение координат кривой внутристанционных потерь.

Q, м3/с	0	1	2	3	4	5	6
	0	0,044	0,176	0,396	0,704	1,1	1,584

 

Строится характеристика напорного трубопровода Q - Н_тр1,2:

 

 (5.6)

 

к - коэффициент, учитывающий местные потери в напорном водоводе, равен 1,1; S₀=0,0001437 с²/м⁵ - удельное сопротивление водовода (зависит от его диаметра); l = 290 м - длина водовода.

Определение координат кривой характеристики сопротивления одного напорного водовода удобно вести в табличной форме:

Таблица 5.2. Определение координат кривой характеристики сопротивления одного напорного водовода.

Q, м3/с	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	0	0,04	0,18	0,41	0,73	1,14	1,65	2,24	2,93	3,71	4,58	5,54	6,60	7,74	8,98	10,3

 

Для построения этой кривой откладывается определенная ранее средневзвешенная геодезическая высота подъема (Н_гср+ΔН - для станций работающих на излив) и проводится линия параллельная оси абсцисс.

Суммарная характеристика обоих водоводов строится путем сложения расходов в водоводах при постоянном напоре.

Наносится паспортная характеристика насоса Q - Н_1,2,3, строятся характеристики двух и трех параллельно работающих насосов Q - Н₁₊₂ и Q - Н₁₊₂₊₃.

Отложив на шкале расходов заданную производительность насосной станции Q_нст и поднявшись до пересечения с кривой Q - Н_тр1+2 - получим точку А с координатами (Q_нст; Н₁). Н₁ - напор необходимый в начале водовода при расчетной производительности Q_нст.

Далее строится точка В с координатами (Q_н; Н₁). Q_н - подача одного насоса.

В точке В к напору Н₁ прибавляется величина внутристанционных потерь, соответствующих расходу одного насоса. Получается точка С, соответствующая значению полного напора насоса при максимальной производительности насосной станции.

Так как точка С не попадает на паспортную характеристику насоса, то производится обточка рабочего колеса насоса.

Изменение положения характеристики насоса обточкой рабочего колеса производится в следующей последовательности:

Строится парабола подобных режимов:  k - параметр параболы, который находится из условия прохождения ее через точку С т.е.

 

 (5.7)

 

Находятся параметры точки Е пересечения параболы с паспортной характеристикой насоса при нормальном диаметре рабочего колеса (Q_Е; Н_Е).

 

Таблица 5.3. Координаты параболы подобных режимов.

Q, м3/с	0	1	2	3	4	5	6
H, м	0	1,72	6,88	15,48	27,52	43	61,92

 

Определяется коэффициент быстроходности насоса

 

 (5.8)

 

Q_н, Н_н - расход и напор насоса при максимальном КПД.

Определяется диаметр рабочего колеса:

 

 (5.9)

 

Процент обточки

 

 (5.10)

 

при n_s=199,83

Через точку С строим характеристику насоса с обточенным рабочим колесом.

 

 (5.11)  (5.12)

 

Таблица 5.4. Результаты пересчета характеристики насоса при обточке рабочего колеса.

Точки	Параметры насоса
	При D =1610 мм		При Dобт =1578 мм
	Q, м3/с	Н, м	Q, м3/с	Н, м
0	0,5	50	0,4900621	48,032175
1	1	48	0,9801242	46,110888
2	2	46	1,9602484	44,189601
3	3	45,5	2,9403727	43,709279
4	4	44,7	3,9204969	42,940764
5	5	43	4,9006211	41,30767
6	6	41	5,8807453	39,386383

 

Строится приведенная характеристика насоса, проходящая через точку В. Для этого от ординат кривой Q_обт - Н_{обт 1,2,3} отнимаются потери h_{вн. ст}.

Строятся приведенные кривые совместной работы параллельно включенных насосов.

Определяются величины подач и напоров при индивидуальной и параллельной работе насосов на один и два водовода.

 

Таблица 5.2. Величины подач и напоров при индивидуальной и параллельной работе насосов на один и два водовода.

№	Режим работы	Н, м	Q, м3/с
1	Индивидуальная работа на один водовод	39,3	5,4
2	Индивидуальная работа на два водовода	38,4	5,8
3	Параллельная работа двух насосов на один водовод	41,5	8,75
4	Параллельная работа трех насосов на один водовод	42,8	10,2
5	Параллельная работа двух насосов на два водовода	39,3	10,75
6	Параллельная работа трех насосов на два водовода	40,4	14,7