Файл: Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 142
Скачиваний: 0
48
ттля-рассматриваемого случая начало построения суммарной ха
рактеристики Q - Нси2), т.е. начало |
совместной работы насосов, |
|
|||
будет в точке I (рис.1.28), так как второй |
насос (низконапорный) |
||||
может начать совместную работу с первым (высоконапорным) лишь |
|
||||
после того, как напор, развиваемый первым насосом снизится до |
|
||||
|
напора |
Н т ) . |
|
|
|
|
Построение суммарной ха |
||||
|
рактеристики (от точки I) |
|
|||
|
производится путем отклады |
|
|||
|
вания на графике |
суммарной |
|
||
|
производительности насосов |
|
|||
|
при одинаковых напорах. |
|
|||
|
Совместная работа |
насо |
|
||
|
сов характеризуется точкой А . |
||||
|
Режим работы каждого насоса |
|
|||
|
при параллельной работе опре |
||||
|
деляется положением точек 3 |
|
|||
|
и 2. При совместной работе |
|
|||
Рис.1.28. Характеристики при па |
насосы имеют производитель |
|
|||
раллельной работе двух насосов |
ность: |
первый - |
G,' , |
вто |
|
с разными параметрами |
|
||||
рой - |
З г' , т.е. |
|
Qj + |
. |
|
|
|
При этом каждый насос развивает напор Н д . При раздельной ра
боте насосов на ту же сеть |
производительность первого |
насоса |
|||||
равна |
й, , второго |
- Q z . Каждый насос |
при совместной |
работе |
|||
на сеть дает меньшую производительность, |
чем при раздельной, |
||||||
т.е. 0/ < Q, и |
Qj < |
. |
|
|
|
|
|
4. |
П а р а л л е л ь н а я |
р а б о т а |
н а с о с о в , |
||||
у с т а н о в л е н н ы х |
н а |
р а з н ы х |
с т а н ц и я х . |
На рис.1.29 представлен график параллельной работы двух разных насосов, установленных на разных станциях и соединенных трубо проводом длиной L - Кривая Q - Н,- характеристика насоса, установленного на станции I, кривая Q. - Нг- характеристика насоса, установленного на станции U.
На этом же графике дана характеристика О -Е' соединитель ного трубопровода и характеристика С - £ - общего трубопровода от течки а . Чтобы подучить характеристику первого насоса Q'-Hj,
приведенную к узловой |
точке а , нужно из ординат характеристи |
|
ки Q - И, вычесть значения напора |
на участке соединительного |
|
трубопровода, т.е. ординаты кривой |
0 -Е' . Для построения сум |
|
марной характеристики |
Q - И(и.2) складываем характеристики Q ’-Hj |
49
и fl - Hj_. Совместная работа насосов характеризуется точкой Ап. Режим работы каждого насоса характеризуется точками I и 2.
В том случае, когда отметки уровня жидкости в заборных ре зервуарах станций различны, ординаты приведенной характеристи ки станции с более низкой отметкой уровня жидкости в резервуаре
Рис Л . 29. Характеристики при параллельной работе насосов, установленных на разных станциях
следует уменьшить на величину разности отметок уровня жид кости в резервуарах обеих станций.
Последовательная работа насосов
Последовательная работа насосов применяется в тех случаях, когда при неизменном (или мало изменяющемся) расходе один насос не может обеспечить требуемый напор.
График последовательной работы двух одинаковых насосов по казан на рис.1.30, где Q - Н0 2- характеристика насосов, а
С- В - характеристика сети.
Суммарная характеристика fl - Н(1+1? строится путем отклады
вания на графике удвоенного напора при одной и той же произ водительности для трех-четырех произвольно выбранных режимов работы. Например, для нахождения точки а на суммарной харак
теристике удваивается отрезок |
Ъс и |
откладывается |
на графике |
(Ъс = аЪ ). |
С - Е |
|
|
Для сети с характеристикой |
режим работы |
одного на |
соса при раздельной работе определяется точкой А , а двух
50
Рис.1.30. Характеристики при последовательной работе двух одинаковых насосов
насосов при совместной работе - предельной точкой |
А, . |
Этим |
||||||
режимам соответствуют производительности |
S, |
и |
Q a +г) |
(причем |
||||
ö(f+u > Q/) и напори НІ2 и |
Н ѵ+г) |
(где Н а+г) ^ |
Н іг). Таким |
|||||
|
образом, |
при последовательной |
||||||
|
работе насосов несколько уве |
|||||||
|
личивается их общая производи |
|||||||
|
тельность и |
напор. |
|
|
||||
|
Для сети |
с характеристикой |
||||||
|
С' - Е', которой соответствует |
|||||||
|
рабочая точка |
Д2 суммарной ха |
||||||
|
рактеристики насосов (лежащая |
|||||||
|
на одной вертикали с точкой А), |
|||||||
|
расход равен |
|
й 1 * а полный на |
|||||
Рис.I.31. Схема последова |
пор - |
2 Н 1г . Ъ данном случае |
||||||
кадцый насос развивает такой же |
||||||||
тельной работы насосов |
||||||||
напор, как и при раздельной |
||||||||
|
||||||||
|
работе. |
|
|
|
|
|
||
Последовательная работа трех одинаковых насосов, а также |
||||||||
насосов с разными характеристиками протекает аналогично. |
||||||||
Пуск двух последовательно |
включенных насосов производится |
51
следующим образом. При закрытых задвижках I и 2 (рис.I.31) пускают насос I. После того, как этот насос разовьет напор, со ответствующий холостому ходу, пускают насос П при закрытой за движке 2, открывая задвижку I.
Следует отметить, что последовательное соединение двух и более насосов обычно менее выгодно, чем применение одного одноколесного насоса с требуемым напором.
§ I.I7. ВЛИЯНИЕ КОЛЕБАНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ
НА РЕЖИМ РАБОТЫ НАСОСА |
|
|
На рис.1.32 представлены кривые |
Q - И и |
Q'-H' , отве |
чающие двум различным режимам работы, и кривая |
С - В - харак |
|
теристика трубопровода. |
|
|
Принимаем, что нормальные условия эксплуатации насоса в |
||
течение длительного времени работы |
соответствуют режиму работы |
Рис.1.32. Характеристики работы насоса при изменении уровня жидкости в источнике
при |
низком горизонте. Этому режиму |
отвечает |
точка А' и, сле |
|
довательно, производительность Q' |
, напор |
/Ул' и мощность N' . |
||
При |
высоком горизонте уровня жидкости геометрическая |
высота |
||
подъема уменьшается до Н г , напор |
становится равным |
, про- |
52
изводительность увеличивается до Q. , а мощность - до N . Таким образом, потребляемая мощность увеличивается на ве
личину Д/V по сравнению с мощностью, потребляемой при низком горизонте. Если электродвигатель не рассчитан на это увеличе ние мощности, то он может выйти из строя.
§ I .18. РЕГУЛИРОВАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
Работа центробежного насоса на заданную сеть характери зуется одной рабочей точкой, которой соответствует постоянное значение производительности и напора. Однако если расход жад ности меняется во времени, то в соответствии с этим должна пе ремещаться и рабочая точка, для чего необходимо изменять харак теристику трубопровода или насоса.
Искусственное изменение характеристики трубопровода или насоса для обеспечения заданных величин производительности и напора насоса называется регулированием.
Р е г у л и р о в а н и е х а р а к т е р и с т и к с е т и . Изменения характеристики сети добиваются дросселиро
ванием напорного трубопровода задвижкой, которая всегда уста навливается на нем для отключения насоса от сети. Изменением степени открытия задвижки, т.е. изменением потерь напора в за
движке |
hj |
(см.рис.1.21), можно получить любую производитель |
||||
ность от |
Q a (при полностью |
открытой задвижке) до нуля |
(при |
|||
закрытой задвижке). |
|
|
|
|
||
Полный напор насоса при |
< /2Д будет складываться из гео |
|||||
метрической высоты подъема |
Нг , потерь напора в трубопроводе |
|||||
£ bj |
и потерь напора в задвижке |
, т.е. Н=Нг^ И ^ |
+ |
• |
||
Так как при дроссельном регулировании не весь напор, |
созда |
ваемый насосом, полезно используется в сети, то к.п.д. насосной
установки |
уменьшается. Теряемая при таком способе регулирова |
|
ния мощность равна |
|
|
|
Д/Ѵ |
Т Qflftf |
|
|
|
|
|
' Щ ь ’ |
где Gß - |
производительность насоса при прикрытой задвижке; |
|
г^в - |
к .п .д .н а со са при производительности Ц& . |
Отсюда видно, что дроссельное регулирование хотя и является наиболее простым, но экономически невыгодно.
53
Регулировать работу насоса можно и обратным отводе« части жидкости из напорного трубопровода на всасывающий. Этот способ также снижает к.п.д. установки и требует устройства дополни
тельных трубопроводов. |
|
|
|
|
|
||||
Р е г у л и р о в а н и е |
и з м е н е н и е м |
ч и с л а |
|||||||
о б о р о т о в |
н а с о с а , |
При атом способе реіулирования |
|||||||
изменяют характеристику на |
|
|
|
|
|||||
соса таким |
образом, |
чтобы |
|
|
|
|
|||
новая характеристика пропиш |
Я |
а - я |
|
Е |
|||||
через требуемую точку |
Б |
|
|
||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
\ / |
||||||
(рис.I.33). |
|
|
|
|
|
а'-н' |
|
||
|
|
|
|
|
* |
|
|||
Для изменения |
числа |
|
прип |
||||||
|
|
|
|||||||
оборотов |
колеса |
насоса |
г |
|
I |
при /7. |
|||
можно изменять число |
|
обо |
|
I — |
|||||
ротов двигателя.Однако этот |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
||||||
способ легко |
осуществим |
Иг |
|
I |
n > n t |
||||
только для |
электродвигате |
L |
|
I |
|
||||
|
I |
|
|||||||
лей постоянного |
тока |
и |
|
а. |
|||||
|
|
|
|||||||
двигателей |
|
внутреннего |
|
|
|
|
сгорания. Регулирование же |
Ряс .1.33. Рабочая характеристика |
|
числа оборотов электродви насоса при изменении числа оборотов гателей переменного тока (кроме коллекторных) возможно только при применении специальных
устройств, что связано с усложнением эксплуатации.
Можно регулировать число оборотов вала насоса и при по стоянном числе оборотов двигателя автоматически при помощи гид равлических и магнитных муфт, устанавливаемых между валом насо са и валом двигателя. Данный способ регулирования насосов по сравнению с другими дает большие преимущества.
§1.19. ОСЕВОЕ ДАВЛЕНИЕ И СПОСОБЫ ЕГО РАЗГРУЗКИ
Осевое давление возникает у насосов с односторонним входом жидкости. Это давление стремится сдвинуть вал с насаженным на него колесом в сторону, обратную направлению движения жидкости на входе в колесо.
Рассмотрим схему возникновения осевого давления |
в центро |
|
||||
бежном насосе |
(рис.1.34). При работе насоса давление |
р 1 в |
про |
|
||
странстве |
А |
при входе в колесо возрастает до давления |
рг |
на |
|
|
выходе. Просачивающаяся через зазоры жидкость проникает |
в про- |
. |
||||
страяства |
8 и |
С . |
|
|
|
|
54
Рис.1.34. Схема возникновения осевого давления
Примем в нервом приближении, что давление в пространствах В и С равно р г . Жидкость, проникающая черев зазор, давит на наружную поверхность заднего диска (справа) с силой
|
н |
_ |
* ( Д ? - с А |
||
|
|
г г |
ц |
) |
|
где d - диаметр вала; |
|
|
|
|
|
D t - диаметр внешней |
окружности колеса. |
||||
Со стороны всасывающего патрубка (слева) жидкость давит на |
|||||
колесо с силой |
|
|
|
|
|
р |
ЖС ül-dl) |
"*■Pi |
SCDl-Df) |
||
*В |
Pi |
|
ц |
ц |
где D, - диаметр внутренней окружности колеса. Остальные обозначения прежние. Результирующая осевая сила будет
Р |
|
3t ( D f ~ d z) |
рн ~ рв - ^Рг Рі5 |
(1.25) |
|
|
4 |
Формула (1.25) дает величину осевого давления с некоторым запасом, так как в действительности среднее давление в прост ранствах В ж С меньше р г .
55
В центробежных насосах имеется еще одна составляющая осево го давления, вызванная тем, что движенію жидкости в колесе от клоняется от осевого направления, переходя в радиальное. При этом возникает реактивное давление на колесо, действующее на встречу осевому.
Величина силы этого давления Рр может быть определена на основе закона количества движения
|
Рр - Я7(Сг-С,)= |
с7 , |
|
где j |
- объемный вес жидкости; |
|
|
Q |
- производительность насоса; |
|
|
с1 - осевая составляющая абсолютной скорости потока при |
|||
|
входе в колесо; |
|
|
сг - осевая составляющая абсолютной скорости потока при |
|||
|
выходе из колеса (для колес с радиальным выходом по |
||
|
тока Сг = 0). |
|
|
Результирующая осевая сила будет равна |
|
||
|
х(Д г-<іЪ |
Т в |
(1.26) |
|
* |
9 |
|
|
|
Осевое давление стремится вызвать смещение колеса насоса и вала и должно быть уравновешено, так как в противном случае колесо войдет в соприкосновение с неподвижными стенками кожуха и будет истираться.
Для разгрузки осевого давления в одноколесном насосе могут
быть использованы следующие способы: |
|
1. Применение рабочих колес двустороннего входа |
( см. |
рис.1.4). Это наиболее радикальное средство разгрузки. Остаточ ные случайные осевые давления в этих насосах воспринимаются ра диально-упорными подшипниками.
2.Устройство уплотнений с наружной стороны дисков колеса
иперепускных (разгрузочных) отверстий во втулке (рис.1.35), благодаря чему выравнивается давление по обе стороны колеса. Площадь сечения всех разгрузочных отверстий должна быть не ме нее чем в 4 раза больше площади сечения зазора между уплотне
ниями рабочего колеса и корпуса насоса. При этом способе к.п.д. насоса снижается на 4 - 6% за счет возникающего сопротивления при прохождении струи жидкости через отверстия навстречу основ-