ем на графике линии минимальных КПД, допустимых q эксплуатации, вырезается заштрихованная площадь abed. Эта площаДь представляет собой поле подач и на- поров, создаваемых машиной при условии работы с

Если в координатной системе Q=H нанести поля подач и напоров различных машин, регулируемых изменени-

Рис. 3.48. Построение поля характеристик машины с регулируемой частотой вращения

Рис. 3.49. Построение поля характеристик машины с дроссельным регулированием С

ем частоты вращения, то получится сводный график при переменной частоте вращения.

Выясним поле Q-H машины при регулировании ее дросселем на напорной трубе рис. 3.49.

Очевидно, что минимальное значение КПД т]мин, допустимое при эксплуатации машин, определяет участок аЬ напорной характеристики, для всех точек которого t)tjm h-Следовательно, при ft=const и регулировании дросселем поле подач и напоров представляется участком аЬ характеристики.

Для расширения области применения насосов широко пользуются способом обрезки рабочих колес без измене- ния формы рабочих лопастей. Обрезкой называют уменьшение наружного диаметра рабочего колеса путем обтачивания его на токарном станке. При этом геометрическое подобие нарушается; поэтому условия подобия и формулы .Як пропорциональности для пересчета параметров при обрезке применять нельзя.

Пои обрезке колеса совместное влияние изменений выгодного угла §2л и диаметра приводит, как показывают опыты, к пропорциям

Qo6e

(3.100)

2обр

При небольших обрезках колес КПД насоса можно считать постоянным.

16 п

Рнс 3.50. Построение поля характеристик насоса при обрезке рабочего колеса

Рис 3.51. Допустимая обрезка колеса в зависимости от коэффициента быстроходности

Исключив из пропорций (3.100) диаметры, получим

Яобр

и ЯобР а;

Отсюда

Н==а(?, (3.10/)

т. е. режимы, удовлетворяющие условиям (3.100), определяются уравнением параболы (3.101).

Выясним влияние обрезки на поле подач и напоров насоса. Имеем характеристику насоса с исходным колесом при n=const (рис. 3.50). Эксплуатационное условие ЛПмин позволяет определить рабочий участок аЬ характеристики до обрезки,

Задавшись Dzocp и зная и параметры Q и Н для то-чек а и Ь, можно определить положения точек cud (они лежат на параболах обрезок, проходящих через точки о и Ь). Таким образом, определилось поле подач и напоров заданного насоса при условии обрезки до Dzocp-

Обрезка существенно расширяет область подач и напоров насоса данного типа и размера.

0,8 0.6 0,t

с 0,2 0,4 0,6 о,8а/а

Рис. 3.52. Регулировочная характеристика цеитробежиой машины с направляющим аппаратом на входе

Рис. 3.53. Построение поля характеристик машины с регулировйиием направляющим аппаратом на входе

Значение обрезки оценивается отношением

100 %.

Колеса центробежных насосов допускают без заметного понижения КПД тем большую обрезку, чем меньше их быстроходность (рис. 3.51). Максимальная обрезка составляет 10 7о.

Если в координатную систему Q-H внести поля подач и напоров разных типов насосов при различных их размерах и допустимой обрезке, то получим сводный график полей.

В § 3.16 рассмотрен способ регулирования подачи направляющим лопаточным аппаратом на входе в рабочее колесо, применяемый в вентиляторах средней и высокой мощности и дымососах.

Поля рабочих параметров таких машин даются в своД-JHX графиках, приводимых в каталогах; они строятся на рснове получаемых испытанием регулировочных кривых, выражающих связь между безразмерными величинами

/nH=/(q/q ) и N/N =FiQ/Q4, где Q , N и tih-подача, мощность и кпд при нейтральном положении лопаток [рис. (3.52)] [20]. Рисунок 3.53 дает качественное представ- .тение о поле подач и напоров в безразмерных координатах.

3.18. Параллельное и последовательное соединения центробежных насосов

Насосные установки состоят обычно из нескольких машин, включенных параллельно в общую трубопроводную систему. Это обусловлено в основном необходимостью работы установки на покрытие графика переменного расхода.

Если гидравлическая система не имеет емкости, акку-

мулирующей расходы, и должна

покрывать график с переменными расходами (рис. 3.54), то в любой момент насосы должны давать в сеть подачу, равную расходу из се-

Чмакс

<мин

0,г5Янако

макс

Рис. 3.54. График подач установки центробежных машин

ти. При прохождении пиковой части графика насосы должны давать подачу Рмакс, в провалах графика Q h.

Если установка состоит лишь из одного рабочего насоса, то он должен быть выбран на подачу не менее чем QviaKc и иметь возможность глубокого регулирования до Qmhh. Поскольку регулирование связано с потерями энергии, такой насос будет иметь низкий эксплуатационный КПД. Кроме того, требование бесперебойности подачи воды в сеть обусловливает необходимость установки резервного насоса с подачей не менее Смаке*; при одном рабочем

* Резерв подачи и количество резервных агрегатов промышленных н коммунальных насосных станций устанавливают по строительным нормам и правилам Госкомитета по делам строительства. В установках для питания паровых котлов размеры резерва определяются правилами Госгортехнадзора СССР.

насосе требуется резерв 100%. Следовательно, установка одного рабочего насоса при неравномерном графике расходов невыгодна по причине высокой стоимости резерва и по-терь энергии при эксплуатации.

Установка двух одинаковых насосов может уже существенно повысить энергетическую эффективность эксплуатации и снизить аварийный резерв до 50%. Вообще увеличение количества рабочих насосов уменьшает аварийный резерв установки и при благоприятной форме характеристики T]=f(Q) обеспечивает энергетически эффективную эксплуатацию.

На основании изложенного! большинство насосных устано-[ вок выполняется в виде ряда; насосов, включаемых в сеть1 параллельно. Центробежные машины, включенные в работу параллельно, взаимно влияют-одна на другую: подача, пор, мощность и КПД каждой Г из них существенно зависят от режимов нагрузки совместно работающих машин.

Рассмотрим графически параллельную работу двух одинаковых центробежных насосов, включенных в симметрично (рис. 3.55). Насосы А и Б по условию одинаковы, поэтому их характеристики А и Б на графике 3.56 при наложении совпадают.

Запишем баланс энергии установки (рис. 3.55), рассматривая поток от уровня 1-1 до точки Д соединения напорных трубопроводов а и б машин А ч Б.

Очевидно, что энергия давления в резервуаре 1, складываясь с энергией, сообщаемой потоку жидкости маши-.] ной А или Б, обеспечивает подъем потока на высоту расположения точки А, создание в этой точке некоторых количеств потенциальной и кинетической энергий и преодоление гидравлических сопротивлений всасывающего и напорного трубопроводов. Следовательно,

Рис. 3.55. Схема симметричного параллельного соединения двух одинаковых центробежных насосов

р y + gH,+gH+- + gJlh. (3.102).

где - энергия, передаваемая жидкости любым из насосов А или Б; рд/р - энергия давления в точке Д; gEh - по-

тери энергии во всасывающем и напорном трубопроводах любого из насосов А или Б; с72 - кинетическая энергия потока в напорном трубопроводе любого из насосов. Отсюда можно получить удельную энергию давления в точке Д

= -+gH-Р

g{H+H)-mQ\ (3.103)

Рис. 3 56. График па- V раллельной работы . двух симметрично со- / единенных центро- Ч* бежных насосов

Здесь по известным соображениям сумма потерь энергии трубопроводов и кинетической энергии потока принята пропорциональной квадрату подачи каждого из насосов, т. е.

cV2 + gSh = mQ

Задавая в графике на рис. 3.56 произвольные подачи по характеристикам H==f(Q) насосов А и Б, можно получить соответствующие значения Я; зная постоянные ри Hi,