Файл: Упоров, Н. Г. Землесосные снаряды и перекачивающие установки учебник.pdf

Величина развиваемого насосом напора может быть выражена высотой водяного столба, измеренного в метрах.

Давление на входе насоса измеряют вакуумметром. Шкалу ва­

ряют манометром, шкала которого размечена или в метрах водяно­ го столба (м), или атмосферах (атм), причем 1 атм равна 10 м.

При отсчете показаний манометра, установленного выше оси на­ соса, следует учитывать, что давление насоса фактически будет выше показываемого манометром на величину превышения его рас­ положения над осью насоса, выраженную в метрах, так как водя­ ной столб в трубопроводе, подводящем воду к манометру, частично уравновешивает давление на выходе из насоса.

Допускаемой вакуумметрической высотой всасывания обеспечи­ вается работа насоса без изменения основных технических показа­ телей. Высоту всасывания измеряют в метрах водяного столба.

Мощность, потребляемая насосом, выражается в киловаттах (кВт) для электропривода или лошадиных силах (л. с.) для приво­ дов от паровой машины, турбины или двигателя внутреннего сго­ рания. Для перевода мощности, выраженной в л. с., в киловатты следует указанное значение умножить на 0,736. Паспортная мощ­ ность насоса имеет некоторый запас (15—25%) при работе насоса на указанных в паспорте параметрах. Этот запас необходим во из­ бежание перегрузки двигателя при работе насоса с повышенной по­ дачей при перекачивании жидкости или пульпы на короткое рас­

стояние.

Полезная мощность насоса — мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкой среде и зависящая от подачи насоса и давле­ ния насоса. Единицей измерения служит киловатт или лошадиная

сила.

Коэффициент полезного действия насоса (к. п. д.) — отношение полезной мощности к мощности насоса, выражается в процентах и показывает, какая часть мощности насоса расходуется на выполне­

ние полезной работы.

Перечисленные технические показатели насоса взаимно увязаны между собой и соотношения между ними сохраняются постоянны­ ми для каждого типа насоса. Изменение одного из главных пара­ метров (подачи или давления насоса) вызывает немедленное изме­ нение всех показателей работы насоса. Для выявления этой взаимо­ связи производят испытания насоса или его модели.

§ 12. Характеристика насоса

Характеристикой насоса называется графическая зависимость основных технических показателей от подачи насоса при постоян­ ных значениях частоты вращения, вязкости и плотности жидкой среды на входе в насос.

40

Графические характеристики получают опытным путем: во вре­ мя работы касоса замеряют все параметры, затем, изменяя подачу насоса в нескольких режимах, определяют давление, мощность, к. п. д., вакуумметрическую высоту всасывания. По результатам из­ мерений определяют точки характеристики насоса. Эти точки от­ кладывают в определенных масштабах в системе координат и строят графическую характеристику насоса.

К. п.д. определяют расчетным путем как отношение полезной мощности к мощности, потребляемой насосом

4=-^ •юо%.

N

Полезная мощность Nп, или полезно совершаемая в единицу времени (в секунду) работа, для насоса равна

Q - н п-тг кВт,

102

где Q — подача насоса, л/сек; Яп— напор, м; у — плотность жид­ кости, т/м3; 102 — коэффициент для перевода результата в кВг. Например, Q= 300 л/сек, Яп=126 м, у=1 (для воды).

N n 300 • 126 ■ 1 = 376 кВт.

102

Потребляемая насосом мощность Nn по показанию ваттметра составила 500 кВт. Следовательно, к. п. д. насоса будет равен

41

На графике построены кривые давления (Q—Я), мощности (Q—N), к. п. д. г] (Q—ri) и допустимой вакуумметрической высоты всасывания (Q—И) в зависимости от подачи насоса. Подачу насо­ са Q (л/сек или м3/ч) откладывают по горизонтальной оси; давле­ ние Я (м) — по вертикальной оси. По вертикальной оси также от­ ложены величина допустимой вакуумметрической высоты всасыва­ ния h, мощность насоса N и к. п. д. г) насоса. Рассмотрим, как поль­ зуются графическими характеристиками.

В точке А подача насоса равна нулю, т. е. он работает при за­ крытой задвижке 9 (см. рис. 11). При этом он развивает напор

При дальнейшем открывании задвижки подача насоса будет увеличиваться, а развиваемое им давление уменьшаться, так же как и допустимая вакуумметрическая высота всасывания, которая в точке В составит всего лишь 1 м.

На характеристике давления (Q—Н) волнистыми линиями вы­ делен участок кривой, все точки которого соответствуют нормально­ му режиму работы насоса. Этот участок характеристики называет­ ся рабочей частью характеристики насоса. При этом развиваемое давление Я, соответствующее сопротивлению напорного трубопро­ вода, будет от 97 до 130 м, подача насоса Q будет от 450 до 260 л/сек, к. и. д. г\ не менее 70%, допускаемая вакуумметрическая высота всасывания h — 5,3—2 м вод. ст., а мощность N от 500 до 630 кВт, что вполне соответствует мощности предусмотренного для этого насоса электродвигателя.

В результате анализа приведенных графических характеристик можно сделать следующие выводы об особенностях работы центро­ бежных насосов:

1.Подача насоса находится в обратной зависимости от суммар

ной величины сопротивлений напорной и всасывающей линий, т. е. чем большее давление Я требуется для преодоления этого сум­ марного сопротивления, тем меньше будет подача насоса. И наобо­ рот, чем меньше суммарное сопротивление, тем выше подача на­

соса.

Но подача насоса не может расти беспредельно. С ростом пода­ чи насоса Q уменьшается вакуумметрическая высота всасывания h. В определенный момент сопротивление всасывающей линии может

42

превысить величину h, после чего прекратится подача жидкости в насос и он не сможет работать.

2.Мощность N, потребляемая насосом, пропорциональна его подаче. Поэтому при перегрузке электродвигателя следует ввести в

напорную линию дополнительное сопротивление (прикрыть задвиж­ ку, уменьшить сечение трубы на выбросе или установить на гидро­ мониторе насадку меньшего диаметра), т. е. увеличить сопротивле­ ние напорной линии, что снизит подачу насоса и мощность, потреб­ ляемую им, и этим разгрузит двигатель.

3.Коэффициент полезного действия насоса зависит от режима его работы. Для обеспечения эффективной работы насоса жела­ тельно ввести его в режим наибольшего к. п. д., т. е. выдержать па­ раметры, указанные в паспорте насоса.

§ 13. Режим работы центробежного насоса

Подача и напор, развиваемые центробежным насосом, зависят от скорости схода жидкости с концов лопаток рабочего колеса. Эта скорость в свою очередь зависит от диаметра и числа оборотов ра­ бочего колеса.

Если увеличить или уменьшить диаметр рабочего колеса, не ме­ няя числа его оборотов в минуту, то соответственно будут изменять­ ся развиваемые насосом давление и подача.

Например, насос 14Д-6 развивает в оптимальном режиме давле­ ние 115 м, а суммарное сопротивление всасывающей и напорной ли­ ний составляет 95 м. Для обеспечения нормальной работы насоса диаметр его рабочего колеса в этом случае надо уменьшить. Для приближенного подсчета определена следующая зависимость основ­ ных параметров:

Di = 660 мм обеспечивает подачу Q= 360 л/сек; давление 115 м, по­ требляя при этом мощность N = 600 кВт. Если же уменьшить диа­ метр рабочего колеса до /)2 = 610 мм и рассчитать новые параметры по приведенным формулам, то получим

Напор, развиваемый насосом при этой подаче,

Изменение характеристики насосов возможно также путем из­ менения числа оборотов рабочего колеса.

43