Насосная установка и ее характеристика

На рис. 5.26 (стр. 244) изображена схема насосной установки. К насосу 7, приводимому от электродвигателя 6, жидкость поступает из прием­ного резервуара 1 по подводящему трубопроводу 12. Насос нагнетает жидкость в напорный резервуар 2 по напорному трубопроводу 3. На напорном трубопроводе имеется регулирующая задвижка 8, при помощи которой изменяется подача насоса. Иногда на напорном тру­бопроводе устанавливают обратный клапан 10, автоматически пере­крывающий напорный трубопровод при остановке насоса и препят­ствующий благодаря этому возникновению обратного тока жид­кости из напорного резервуара. Если давление в приемном резервуаре отличается от атмосферного или насос расположен ниже уровня жидкости в приемном резервуаре, то на подводящем трубопроводе устанавливают монтажную задвижку 11, которую перекрывают при остановке или ремонте насоса. В начале подводящего трубопровода часто предусматривают приемную сетку 13, предохраняющую насос от попадания твердых тел, и пятовой клапан 14, дающий возможность залить насос и подводящий трубопровод жидкостью перед пуском. Работа насоса контролируется по расходомеру 4, который измеряет подачу насоса, по манометру 5 и вакуумметру или мадометру 9, дающим возможность определить напор насоса.

Назовем уровни свободной поверхности жидкости в приемном и напорном резервуаре приемным и напорным уровнями; разность Н_Р высот напорного и приемного уровней — геометрическим напором насосной установки.

Для того чтобы перемещать жидкость по трубопроводам установки из приемного резервуара в напорный, необходимо затрачивать энер­гию на подъем жидкости на высоту H_Г, на преодоление разности дав­лений р" - р' в резервуарах и на преодоление суммарных гидравли­ческих потерь Σh_П всасывающего и напорного трубопроводов. Таким образом, энергия, необходимая для перемещения единицы веса жид­кости из приемного резервуара в напорный по трубопроводам уста­новки, или потребный напор установки.

(5.51)

где Н_потр = Н_Г + (р" — p')/(ρg) — статический напор установки.

Характеристикой насосной установки называется зависимость потребного напора от расхода жидкости. Геометрический напор Н_г, давления р" и р' и, следовательно, статический напор Н_ст от расхода обычно не зависят. При турбулентном режиме гидравлические потери пропорциональны расходу во второй степени:

где k — сопротивление трубопроводов насосной установки.

На рис. 5.27 (стр. 244) справа изображена характеристика насосной уста­новки, слева — схема установки. Уровни, на которых размещены элементы установки, на схеме вычерчены в масштабе оси напоров графика. Уровень в прием­ном резервуаре совмещен с осью абсцисс. Так как ста­тический напор установки от подачи насоса не зависит, характеристика насосной ус­тановки представляет сум­марную характеристику под­водящего и напорного тру­бопроводов Σh_П=kQ², смещенную вдоль оси напоров на величину Н_СТ.

Рис. 5.26. Схема насосной установки

Рис. 5.27. Характеристика насосной установки

Работа насоса на сеть

Насос данной насосной установки работает на таком режиме, при котором потребный напор равен напору насоса, т. е. при котором энергия, потребляемая при движении жидкости по трубопроводам установки (потребный напор) равна энергии, сооб­щаемой жидкости насосом (напор насоса). Для определения режима работы насоса следует на одном и том же графике в одинаковых масштабах нанести характе­ристику насоса и насосной установки (рис. 5.28). Равенство напора насоса и потребного напора установки получается для режима, определяемого точкой А пе­ресечения характеристик. Покажем, что насос не может работать в режиме, отлич­ном от режима А. Предположим, что насос работает в режиме В. В этом случае напор, сообщаемый насосом жидкости, равен Н_В, напор, расходуемый при движении жидкости по трубопроводам установки, Н_ВПОТР<Н_В. Таким образом, энергия, расходуемая при движении жидкости по трубопроводам установки, меньше анергии, сообщаемой ей насосом. Избыток энергии в жидкости идет на приращение ее кинетической энергии. Следовательно, скорость жидкости увеличивается. Увеличение скоро­сти приводит к увеличению расхода, которое будет происходить до тех пор, пока он сравняется с Q_А. Если подача насоса больше Q_А (точка С), то сообщаемый насосом напор меньше потребляемого. Недостаток энергии восполняется за счет собственной кинетической энергии жидкости. Это приводит к уменьшению скорости движения и, следовательно, к уменьшению расхода до Q_А .

Рис. 5.28. Определение режима работы насоса на сеть

Рассмотрим частные случаи насосных установок.

1. Приемный и напорный уровни совпадают. При этом геометриче­ский напор установки H_Г = 0, р" = р' и характеристика насосной установки представляет собой кривую Н_потр = kQ² (рис. 5.29). Весь напор затрачивается на преодоление гидравлического сопротивле­ния в системе. Наносим на характеристику установки характеристику насоса. Пересечение кривой напоров Н = f (Q) насоса с характери­стикой установки Н_потр = f (Q) дает рабочую точку А, определяю­щую режим работы насоса.

2. Напорный уровень находится ниже приемного (рис. 5.30). Геометрический напор при этом отрицателен, поэтому его следует откладывать вниз от оси абсцисс графика. Пусть р" = р'. Приемный уровень схемы установки совмещаем с осью абсцисс. Построив от прямой ВС вверх кривую потерь Н_потр = kQ², получим характери­стику установки. На пересечении кривой напоров характеристики насоса с характеристикой насосной установки находим точку А, которая определяет режим работы насоса. Точка пересечения харак­теристики установки с осью абсцисс дает расход Q_o в трубопроводе при отсутствии насоса. Включение насоса увеличило расход в системе на величину Q_A – Q_o.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: