Файл: Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 130

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

V— скорость

воды

в

трубе,

м/с;

принимается

для труб

небольшого

диаметра

(до

350 ,мм)

в

пределах

0,75-ь-1,25

м/с,

а

для

труб

большого

диаметра —

1,Он-1,4

м/с.

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр всасывающей трубы должен быть больше диаметра нагнетательной на Юн-30 мм. Вычисленный по (55) диаметр тру­ бы округляется до ближайшего большего диаметра стандартного сортамента.

Различают потери напора по длине трубопровода (на прямых участках) и потери на преодоление местных сопротивлений. Поте­ ри напора по длине I трубопровода диаметром d определяются по формуле Дарси — Вейсбаха:

где л — коэффициент линейного сопротивления, учитывает тре­ ние жидкости о стенку трубы, зависит от материала и чи­ стоты трубы; для приближенных расчетов можно при­ нять Я,= 0,020-5-0,035;

V— скорость жидкости в трубе, м/с;

g= 9,81 м/с2.

Вгидравлических расчетах «коротких» трубопроводов каждое местное сопротивление можно заменить эквивалентной длиной трубы с такими же потерями давления, как и в местном сопротив­ лении. В этом случае в (56) под I следует понимать приведенную длину, равную сумме фактической общей длины прямых участков трубопровода и общей эквивалентной длины всех местных сопро­ тивлений. В «длинных» же трубопроводах местных сопротивле­ ний относительно мало. Таким образом, в обоих случаях потери напора-могут быть выражены формулой (56).

Подставим и= 4Q/(nd2), тогда

, _ , /

16Q2

1~ Л d

rMVg ■

Заменив 81;(~2d:'g) = S, получаем

 

(57)

где 5 — удельное сопротивление

трубопровода длиной 1 м при

единичном расходе;

 

I — длина трубопровода, м;

 

Q — расход, м3/с.

 

Расчет трубопровода по (57)

является довольно сложным. По­

этому во Всесоюзном научно-исследовательском институте водо­ снабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инже­ нерной гидрогеологии (Водгео) на основании этой формулы были составлены таблицы для расчета потерь напора.

84


§ 38. Характеристика трубопровода

Характеристикой трубопровода называется зависимость, свя­ зывающая расход воды и полное давление, необходимое для про­ пускания воды при данных размерах и материале трубопровода. Жидкость в трубопроводе должна получить от насоса кинетиче­ скую энергию движения и потенциальную энергию давления. По­ скольку при движении жидкости в трубопроводе возникают гид­ равлические сопротивления, то создаваемый насосом напор расхо­

дуется

на подъем воды на заданную высоту Нт= /інас +Нп

(см.

рис. 55)

и на преодоление потерь по всей длине трубопровода,

т. е.

напор насоса должен быть больше геометрической высоты подъе­

ма жидкости.

Поэтому,

учитывая

 

 

(57), получаем

выражение

полно­

 

 

го давления

 

 

 

 

 

 

 

p = g?Wr + S m ,

(58)

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

P = g9W r + K<?),

(59)

 

 

где K — SI — постоянная

трубопро­

 

 

 

вода,

характеризую­

 

Q

 

щая размеры и

мате­

 

Согласно

риал

его.

 

Рис.

69.

Характеристика

(59),

характеристика

трубопровода

трубопровода

(рис.

69)

имеет вид

 

 

параболы,

не

проходящей

через

что

при Q= 0 да­

начало координат. График и

(59) показывают,

вление p — gpHг .

 

 

 

 

 

§39. Определение общей рабочей точки насоса

итрубопровода

Работа центробежного насоса зависит от характеристики на­ гнетательного трубопровода. Как известно, общим решением двух кривых является их точка пересечения. В нашем случае это озна­ чает, что соответствующие величины расхода Q и давления р, как координаты точки пересечения характеристик, одинаково удовлет­ воряют обеим кривым насоса и нагнетательного трубопровода. Точка А пересечения характеристик насоса и трубопровода явля­ ется рабочей точкой насосной установки (рис. 70). Для ее оты­ скания необходимо сначала вычертить обе характеристики в оди­ наковом масштабе, а затем наложить характеристику насоса на характеристику трубопровода. Расход Qa и давление ря обеспе­ чиваются насосом при подаче жидкости в данный трубопровод. Очевидно, что при меньших гидравлических потерях в трубопро­ воде его характеристика будет более пологой, и точка пересече­ ния характеристик переместится вправо от точки А, т. е. данный

85


часос будет обеспечивать большую производительность. При под­ боре насоса необходимо стремиться к тому, чтобы: а) высота вса­ сывания насоса не превышала предела, установленного для дан­

ной конструкции (во

избежание кавитации); б)

давление

Po= gpH0, развиваемое

насосом при закрытой задвижке

(Я0—на­

пор), было больше давления, соответствующего геометрической высоте подъема жидкости, т. е. Po>gQHe (рис. 70); в) точка пере­ сечения характеристик лежала в области устойчивых режимов ра­

боты насоса (правее точки

С). Левее точки

С — область не­

устойчивой работы насоса, что будет рассмотрено

далее; г) точка

с заданными координатами

Q и р лежала в области максималь­

ных значений к. п. д. насоса.

Насос, подавая жидкость в данный трубопровод, не может

развивать Q > Q a, так как с увеличением

расхода жидкости в тру­

 

 

 

 

бопроводе

противодавление

 

сети

 

 

 

 

увеличивается, а давление,

созда­

 

 

 

 

ваемое насосом, уменьшается. Для

 

 

 

 

уменьшения Q насоса в сеть вво­

 

 

 

 

дится

добавочное

гидравлическое

 

 

 

 

сопротивление, т. е. прикрывается

 

 

 

 

задвижка. При этом изменяется

 

 

 

 

характеристика сети: рабочая точ­

 

 

 

 

ка

перемещается

в

положение

В,

 

 

 

 

и насос будет давать расход

QB

 

 

 

 

Давление, развиваемое насосом,

Рис.

70.

Определение рабочей

теперь

характеризуется линией

1

точки

на

характеристике

насоса

3,

причем

полезно

используется

 

 

и сети

 

только давление 2—3 (на геометри­

ческий

 

 

подъем и преодоление

сопротивлений

трубопроводов),

давление 1—2 поглощается

прикрытой задвижкой.

Точки

а

и b

указывают соответствующие значения к. п. д. насоса.

__

40.

Параллельная

работа центробежных насосов

Чй*

Если один насос не обеспечивает требуемого расхода жидкости, включают параллельно два или больше насосов (рис. 71). При этом каждый насос имеет отдельную всасывающую трубу. На рис. 72 представлена характеристика насоса Q—p (кривая 1а). Для построения суммарной характеристики двух таких насосов, подающих жидкость в одну и ту же трубу (кривая 1' в) доста­ точно перестроить характеристику одного насоса так, чтобы од­ ним и тем же значениям давления соответствовали удвоенные зна­ чения производительности. Например, давлению в точке 1 на ха­ рактеристике одного из насосов соответствует при таком же дав­ лении удвоенная производительность в точке 1' на суммарной ха­ рактеристике; точке 3 соответствует точка 3' с удвоенной произво­ дительностью на суммарной характеристике и т. д.

Для определения рабочей точки нужно суммарную характери­ стику насосов В наложить на характеристику трубопровода t

т


(рис. 73). Если в данный трубопровод жидкость подается одним из насосов, то рабочая точка А\ показывает производительность Qi

при давлении

p\ = gpHx. При

подаче

жидкости

обоими

насосами

в этот же трубопровод рабочей точкой будет А 2,

которой соответст­

 

 

вует

производительность

Q2 при

давлении

 

 

P2= gpH2. Как

можно видеть, производитель­

 

 

ность двух параллельно работающих насосов,

 

 

не равна удвоенной производительности одно­

 

 

го

насоса

при изолированной

его

работе:

 

 

Qi > Q 2<2Q ,.

Производительность

каждого

 

 

насоса при совместной их работе, как следует

 

 

из построения,

QK—Q2/2 (точка

(Л /).

 

 

 

 

 

1

г

т

_j

_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

Ъ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 71. Схема парал­

 

Рис. 72. Суммарная характеристика

лельной

работы

двух

 

двух параллельно

работающих

на­

насосов

 

 

 

 

 

сосов

 

 

 

Если

характеристика

трубопровода

круто

поднимается

вверх,,

то разница между Qi и Q2 незначительна и подключение второго параллельного насоса не дает нужного эффекта. Такая характери­

стика трубопровода получается при

 

больших

гидравлических

сопротив­

 

лениях.

Эффективное

увеличение

 

расхода

центробежных насосов при

 

параллельной работе

можно до­

 

стичь в трубопроводе с пологой ха­

 

рактеристикой.

 

 

Параллельная работа насосов

 

экономична в тех случаях, когда

 

рабочей точке соответствует макси­

 

мальный к. п. д. Параллельная ра­

 

бота трех И более насосов С круты-

Рис. 73. Определение рабо-

мп характеристиками не

выгодна.

чей т°чки двух параллельно.

 

г

 

работающих насосов

§ 41. Последовательная работа центробежных насосов

Последовательное включение центробежных насосов применя­ ется для увеличения давления, которое нельзя обеспечить одним насосом. При последовательной работе первый насос подает

87


жидкость во всасывающий патрубок второго насоса, который в свою очередь подает ее в напорный трубопровод. Внешним признаком последовательного соединения насосов является один общий вса­ сывающий и один общий нагнетательный трубопроводы (рис. 74).

Суммарная производительность последовательно работающих на­ сосов не может значительно отличаться от производительности од­ ного из них, так как расположенный за насосом 2 насос 4 не берет жидкость непосредственно из приемного колодца /, а принимает ее от насоса 2. Так же работают и колеса в многоступенчатом цен­ тробежном насосе, где жидкость последовательно переходит от

периферии одного колеса к центру

следующего колеса.

 

 

 

 

 

На

рис. 75 изображены ха­

 

рактеристики одного насоса Q

 

Рі . і і , двух последовательно

рабо­

 

тающих

насосов

Q—рі -

п

и тру­

 

бопровода. Для построения сум­

 

марной характеристики Q—р /+//

 

следует при одинаковых произ­

 

водительностях удвоить величину

 

давления. Например, чтобы по­

 

лучить

точку

С суммарной

ха­

 

рактеристики,

нужно

увеличить

 

в 2 раза

отрезок а Ь.

При пос­

 

ледовательной работе двух насо­

 

сов

с

закрытой

задвижкой

5

Рис. 75. Суммарная характери­

(рис. 74)

развивается

давление

стика последовательно работаю­

Ро.

При

подаче

 

жидкости

одним

щих насосов

из

насосов в трубопровод t произ­

 

водительность его будет Q\. При

той же характеристике трубопровода

производительность после­

довательно работающих насосов

Qi+ii

>Q i- Отсюда следует, что

при том же трубопроводе и при

той

же геометрической высоте

8 8