Рабочие характеристики центробежного насоса и характеристика трубопровода

Центробежные насосы обычно рассчитываются на определенную подачу и число оборотов. Но в процессе эксплуатации насосы могут работать и при других значениях Q, Н и n, отличных от расчетных.

Q и H - подача и напор насоса. n - коэффициент быстроходности.

Подача центробежного насоса зависит от напора и, следовательно, в значительной степени от гидравлического сопротивления водоводов и сети движению жидкости, определяемого их диаметром. Поэтому система «насос — трубопроводы» должна рассматриваться как единая система, а выбор насосного оборудования и трубопроводов должен решаться на основании расчета совместной работы составляющих элементов системы.

Совместная работа насосов и сети характеризуется точкой материального и энергетического равновесия системы. Аналитический расчет режимной точки работы насоса довольно трудоемкий процесс, так как приходится оперировать четырьмя переменными величинами Qp, Н, q и h, которые находятся между собой в функциональной зависимости. При расчете системы «насос — водопроводная сеть» используют метод последовательного приближения или производят расчет на электронно-вычислительных машинах. Однако эти вычисления не дают наглядности, и анализ работы насоса весьма затруднен. В практике гидравлического расчета насосных станций и при анализе режимов работы насосов широко применяется метод графо-аналитического расчета совместной работы системы «насосы — сеть».

Насосы в системе работают в соответствии с характерной для них зависимостью между Q и Я, т. е. график работы насоса определяется его характеристикой Q — H.

Для построения графической характеристики системы подачи и распределения воды воспользуемся известными уравнениями гидравлики. Требуемый напор в системе равен сумме геометрической высоты подъема жидкости и потерь напора

Потери напора в трубопроводах складываются из потерь на преодоление трения при движении жидкости по трубопроводу hi и потерь на преодоление сопротивлений в его фасонных частях (местных сопротивлений) Лм

Исследования Ф. А. Шевелева показали, что пропорциональность сопротивлений квадрату подачи при движении воды по трубам со скоростью менее 1,2 м/с нарушается и в значение удельных сопротивлений необходимо вводить поправку.

Диаметры труб, фасонных частей и арматуры следует принимать на основании технико-экономического расчета, исходя из скоростей

Значения потерь напора в коммуникациях насосной станции, вычисленные по формуле, весьма значительно расходятся с экспериментальными данными. Исследования гидравлических сопротивлений в коммуникациях насосной станции показывают, что отклонение фактических потерь напора от расчетных зависит 6т вида и взаимного расположения местных сопротивлений и расстояния между ними, изготовления фасонных частей, способа соединения трубопровода и фактического диаметра коммуникаций. На основании исследований, проведенных во ВНИИВодгео и МИСИ им. В. В. Куйбышева, рекомендуется определять величины потерь напора в местных сопротивлениях методом наложения.

В напорных водоводах и сетях магистральных трубопроводов обычно определяют только потери напора на трение по длине трубопровода, так как местные потери в фасонных частях и арматуре в этих сетях относительно малы. Однако последние исследования показали, что местные сопротивления следует учитывать, принимая их в размере 5—10 % потерь по длине.

Из формулы следует, что напор в точке выхода жидкости из насоса равен напору, развиваемому насосом и уменьшенному на величину потерь во всасывающем трубопроводе.

Графическая характеристика насоса построенная с учетом потерь во всасывающем трубопроводе, называется приведенной характеристикой.