Характеристики центробежного насоса и вентилятора. Как по характеристике выбирается рациональный режим работы на сеть?

При испытании центробежных насосов, изменяется степень открытия задвижки на нагнетательной линии, замеряют производительность Q, напор Н, мощность N и вычисляют к.п.д. насоса η. Полученные при данном числе оборотов (n=соnst) зависимости Q – Н, Q – N и Q – η наносят для наглядности на график, который называется характеристикой насоса.

Рис. 3. Характеристики центробежного насоса:

а – при n = соnst; б – универсальная характеристика (пунктирными линиями обозначены кривые N – n при различных числах оборотов n от 2925 до 1230 об/мин)

Из характеристики видно, что с увеличением напора при n=соnst производительность Q насоса уменьшается. Лишь при коротком начальном участке кривой Q – Н наблюдается незначительное повышение напора с возрастанием Q, которое соответствует неустойчивой работе насоса, сопровождающейся толчками (гидравлическими ударами). Для многих современных насосов кривая Q – Н не имеет этого восходящего участка. Максимум кривой Q – η соответствует нормальный режим работы насоса при заданных Q, Н, n. При закрытой напорной задвижке насос потребляет минимальную мощность.

Снимая характеристики насосов при различных числах оборотов, получают ряд кривых Q – Н, показанных на рисунке 3 б. каждый насос обладает наибольшим к.п.д., которому соответствует определенная точка на каждой кривой Q – Н, наносят на диаграмму линии η=соnst. Такая диаграмма называется универсальной характеристикой насоса.

При выборе насоса и числа оборотов необходимо, кроме собственной характеристики насоса, учитывать также характеристику сети, т.е. трубопровода и присоединенных к нему аппаратов.

Характеристика трубопровода выражает зависимость между расходом жидкости и напором, необходимым для ее движения по трубопроводу. Этот напор складывается из геометрической высоты подъема жидости, равной сумме высот всасывания и нагнетания Н_г=Н_вс+Н_н и высоты потери напора в трубопроводе, которую можно принять пропорциональной квадрату расхода жидкости:

h_п=kQ²,

где k – коэффициент пропорциональности.

Тогда характеристика трубопровода выразится зависимостью:

Н=Н_г+kQ²

Если нанести на один график характеристики насоса и трубопровода, то точка их пересечения А. называемая рабочей точкой, будет соответствовать наибольшей производительности Q₁, которую может дать насос, работающий на данный трубопровод. При дальнейшем увеличении производительности Q напор насоса станет меньше сопротивления трубопровода, и насос не сможет подавать жидкость.

Можно уменьшить производительность насоса и увеличить напор, прикрыв задвижку на напорном трубопроводу, т.е. вводя дополнительное сопротивление. При этом производительность насоса снизится, например, до Q₂, но часть напора насоса будет бесполезно теряться на преодоление сопротивление задвижки (отрезок h_пз). Следовательно, увеличение напора насоса сверх необходимого для преодоления сопротивлений сети нецелесообразно.

Рис. 4. Совместная характеристика насоса и трубопровода