книги / Насосы и компрессорные машины

6) к.п.д. по полному напору (давлению)

п— число оборотов коле- 0л са в минуту;

всех сопротивлений системы, на которую он работает при соответствую­ щем расходе жидкости через нее. Одна и та же лопастная машина при одном и том же числе оборотов может подавать различное количество жидкости, в зависимости от создаваемого напора, необходимого на преодоление всех сопротивлений сети.

Следовательно, Q и Н зависят не только от свойств насоса или вен­ тилятора, но и от свойств той сети, на которую они работают. Устано­ вившийся режим работы системы насос (вентилятор) — сеть будет в том случае, если создаваемый насосом (вентилятором) напор И и по­ дача Q будут соответственно равны сопротивлению системы Не и рас­ ходу через нее Qe, т. е. H = Не; Q = Qe. Режиму, определяемому последними равенствами, будет соответствовать точка пересечения ха­ рактеристик насоса (вентилятора) и системы, называемая рабочей точкой (фиг. 90).

(фиг. 90)..Рабочей точке А соответствует напор насоса НА, равный сум­ ме сопротивлений системы. Подача насоса равна расходу жидкости, проходящему через систему QA .

В зависимости от системы начало характеристики насоса может быть ближе или дальше от оси абсцисс. Для системы, в которой Нс = = 0, она исходит из начала координат. Крутизна ее зависит от вели­ чины коэффициентов сопротивлений Xи Ç системы.

Нетрудно заметить, что насос, работающий на данную систему, не может обеспечить подачу Q большую, чем подача QA-

Для того чтобы увеличить подачу данного насоса, необходимо из­ менить характеристику системы, т. е. уменьшить величину статиче­ ского напора Нс, гидравлическое сопротивление системы Ъкг или перейти на другую характеристику самого насоса, изменив число оборотов.

§14. СОВМЕСТНАЯ РАБОТА ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ (ВЕНТИЛЯТОРОВ)

Впрактике использования насосов и вентиляторов нередко прихо­ дится пользоваться совместной их работой, т. е. включением несколь­ ких одновременно действующих насосов или вентиляторов на одну систему. Включать их на одну систему можно параллельно или последовательно. К.параллельной работе прибегают, если необходимо увеличить расход жидкости в системе. В параллельную работу можно включать насосы (вентиляторы), имеющие одинаковые характеристики,

атакже машины с различными характеристиками.

Параллельная работа. Предположим, что мы имеем два одинаковых центробежных насоса, т. е. характеристики их Q — Н при п = const совмещаются, и характеристику системы Не — Qe. Суммарная харак­ теристика насосов в этом случае получится сложением подач насосов при одинаковых значениях напора. Например, для получения точки 3 (фиг, 91), принадлежащей суммарной характеристике насосов, необхоимо от точки 2 отложить вправо отрезок 1—2. Сложив абсциссы характеристик каждого насоса в отдельности (кривые /, //), получим суммарную характеристику насосов / + II.

Если бы только один из насосов работал на систему HeiJ то рабочей точкой была бы точка А, которой соответствуют подача QA и напор На - Но так как суммарной характеристикой двух параллельно включенных насосов является характеристика I + I I , то рабочей точкой в этом слу­ чае будет точка В. Новой рабочей точке будут соответствовать и но­ вые значения Q и Н. Нетрудно видеть, что при параллельном включе­ нии в систему еще одного насоса подача жидкости в систему увеличится.

Подача QB > QA, но меньше чем 2 QA вследствие возрастания сопротив­ лений в системе из-за увеличенного расхода жидкости.

Для того чтобы производительность двух параллельно включенных насосов была доведена до удвоенной производительности каждого из действующих насосов, необходимо перейти на другую характеристику системы Не2. Параллельная работа будет выгодна в том случае, если характеристики машины будут стабильными (см. фиг. 86) и плавно снижающимися, а характеристика системы — более пологой. Для одинаковых машин параллельное их включение будет давать больший экономический эффект, если характеристика N — Q (см. фиг. 85)

наковых насосов.

будет вогнутой. При параллельной работе двух насосов выгоднее про­ изводить изменение расхода в системе, изменяя подачу лишь одного насоса. Второй насос в этом случае следует оставлять работать при полностью открытой нагнетательной задвижке.

Последовательная работа. К последовательному включению на­ сосов прибегают при необходимости увеличения создаваемого напора. Для получения суммарной характеристики двух последовательно включенных насосов необходимо складывать их напоры при постоян­ ной подаче, т. е. суммировать ординаты характеристик. Рассмотрим последовательное включение двух одинаковых насосов. Характери­ стиками каждого из насосов в отдельности будут кривые l u l l (фиг. а92), суммарной характеристикой последовательно включенных насосов — кривая / + //.

Если при работе насоса на систему рабочей точкой была точка Л, то при работе двух последовательно "включенных насосов на эту &е систему рабочей точкой будет точка В. Увеличение напора при последо­ вательном включении насосов, так же как и увеличение подачи при параллельном их включении, будет зависеть от форм характеристик насоса и системы. Больший эффект от последовательного включения

насосов (вентиляторов) получим в том случае, если характеристики их и системы будут более пологими. Работа двух последовательно включенных насосов (вентиляторов) даст лучший результат в том случае, если их напорные задвижки будут открыты полностью и если этот режим будет соответствовать максимальному к.п.д.

§15. УСЛОВИЯ ПОДОБИЯ НАСОСОВ И ВЕНТИЛЯТОРОВ

Впрактике проектирования и эксплуатации насосов и вентиля­ торов необходимо знать, как произвести пересчет следующих основных параметров их: подачи Q, напора Я, мощности N при изменении числа

дель насоса должна испытываться при больших числах оборотов. Определим соотношения между основными параметрами подобных насосов (модели и натуры). Параметры, относящиеся к натуре, будем

обозначать значком «, а модели — м.

Отношение действительных напоров натуры и модели

Принимая во внимание уравнение (141), а также равенство'коэф­ фициентов, учитывающих влияние конечного числа лопаток и гидрав­ лических к.п.д. т]л модели и натуры, уравнение (144) может быть пред­ ставлено так:

откуда

(145)

Таким образом, напор натуры пропорционален квадрату отношения линейных размеров натуры и модели.

Зная, что потребляемая мощность насоса

N = % квт'

где т] — к.п.д. насоса, можно составить отношение мощностей для натуры и модели:

или, принимая во внимание равенство удельных весов жидкости

т. е. мощность натуры пропорциональна пятой степени отношения ли­ нейных размеров.

Полученными уравнениями (143), (145), (147), которые называются условиями подобия, широко пользуются для обобщения данных экс­ периментов, при моделировании новых машин, а также в качестве пересчетных формул при эксплуатации машин.

Для одной и той же машины, если изменяется только ее число обо­ ротов, положив в уравнениях (143), (145), (147)

получим

(148)

(149)

(150)

где п — число оборотов в минуту, при котором параметрами машины являются Q, Н и N;

пх— новое число оборотов в минуту, которому соответствуют но­ вые параметры Qx, Нх и Nx.

Необходимо отметить, что уравнения (148), (149) и (150) будут спра­ ведливы только в совокупности и при обязательном условии выполне­ ния первого из них. Пересчет основных параметров работы вентиля­ торов при изменении удельного веса газа 7, числа оборотов п и диамет­ ра рабочего колеса D2производится также с помощью условий подобия. Так, если вентилятор при заданном числе оборотов П\ и внешнем диа­ метре D' перекачивает газ с удельным весом 71, создает напор Ни

подает Qi количества газа и при этом потребляет мощность Nu то с изменением 7, п, D2 (каждого в отдельности) пересчет производят по формулам, приведенным в табл. 6.

Таблица 6

На основании приведенных зависимостей следует, что при неизмен­ ном числе оборотов п и увеличении диаметра колеса в 2 раза произво­ дительность увеличивается в 8 раз, напор — в 4 раза, а мощность — в 32 раза.

g 16. КОЭФФИЦИЕНТ БЫСТРОХОДНОСТИ п5 (УДЕЛЬНОЕ ЧИСЛО ОБОРОТОВ)

С целью установления аналогии между отдельными типами рабочих колес насосов или вентиляторов и отнесения их к определенной серии вводят понятие коэффициента быстроходности колес. Под коэффициен-

том быстроходности колеса насоса nSK подразумевают число оборотов такого эталонного колеса, которое геометрически подобно рассматри­ ваемому, имеет одинаковые с ним гидравлический и объемный к.п.д., но создает напор Я = 1 м и имеет подачу Q = 75 л!секут. е. развивает гидравлическую мощность N r = 1 л. с. С целью получения выражения для nSKможно воспользоваться условиями подобия (143) и (144).

Обозначив параметры, относящиеся к рассматриваемому колесу,

Под коэффициентом быстроходности колеса вентиляторов понимае­ тся число оборотов такого модельного (эталонного) колеса, которое геометрически подобно рассматриваемому, имеет с ним одинаковый объемный и гидравлический к. п. д., но подача его Q равна 1 м3 воз­ духа в 1секунду, а создаваемое давление Я = 30 кг!м2.

Тогда аналогично предыдущим рассуждениям коэффициент быстро­ ходности колеса вентилятора (удельное число оборотов) будет:

между собой основные параметры машины (Q, Я, п) с геометрией ра­ бочих колес. Отсюда следует, что колеса, имеющие одинаковые nSKt вне зависимости от их параметров, будут иметь сходные характеристи­ ки. Недостатком в определении nSK является то, что колеса, подобные в геометрическом отношении, но обладающие разными к. п. д., будут иметь и разные nSK.