книги / Насосы, компрессоры, вентиляторы

р,а (3-8) следует, что удельная энергия, передаваемая потоку жидкости в центробежной машине, существенно зависит от условий входа на ра­ бочие лопасти. Закручивание потока, поступающего в рабочее колесо, влияет на величину напора и при заданной характеристике трубопро­ вода изменяет производительность машины. Отсюда возникает возмож­ ность регулирования воздействием на поток, входящий в машину, осо­ бого лопастного направляющего аппарата. Последний может выпол­ няться в двух основных конструктивно различных вариантах — осевом и радиальном.

На рис. 3-45 дана схема осевого направляющего аппарата, состоя­ щего из лопастей Л с радиальными осями вращения; лопасти повора­ чиваются все одновременно при помощи особого перестановочного коль-

Рис. 3-46. Центробежная машина с радиальным направляю­ щим аппаратом на входе.

ца. Одно из положений лопастей соответствует размещению их в ме­ ридиональных плоскостях; при этом поток на входе в рабочее колесо будет радиальным. Другое характерное положение лопастей будет со­ ответствовать) полному их закрытию, когда Q= 0. Промежуточные поло­ жения лопастей будут давать некоторые регулируемые значения рас­ хода.

Конструкция осевого направляющего аппарата на входе удобна при осевом подводе потока жидкости к машине.

На рис. 3-46 представлена схема направляющего аппарата радиаль­ ной конструкции, установленного на входе. Здесь круговая цилиндри­ ческая решетка поворотных лопастей с осями, параллельными геометри­ ческой оси ротора машины, также обусловливает отклонение потока от меридиональных плоскостей. Это отклонение регулируется углом распо­ ложения средней плоскости лопастей относительно меридиональных плоскостей, проходящих через оси поворота лопастей. Как видно из рис. 3-46, радиальный направляющий аппарат требует радиального под­ вода потока жидкости к центробежной машине; поэтому комбинирование такой машины с трубопроводом менее удобно, чем в случае осевого на­ правляющего аппарата.

Направляющие аппараты следует располагать в непосредственной близости от входа в колесо (чем ближе, тем лучше) ; только в этом слу­ чае достигается эффективное регулирование. Если направляющий аппа­ рат располагать на некотором расстоянии от машины, то эффективность его может быть низкой из-за быстрого торможения вращательного дви­ жения, создаваемого направляющим аппаратом на участке трубопро­ вода между направляющим аппаратом и машиной.

Рассмотрим график регулирования производительности направляю­ щим аппаратом на входе (рис. 3-47). На графике нанесены характери­ стики напора и мощности при п = const, соответствующие трем различ-

нормалями. Так, например, при выборе насосов допускаются режимы работы с к. п. д., отличающимися на 7% от максимального к. п. д. дан­ ного насоса; выбор вентиляторов (ГОСТ 10616-63) должен произво­

диться так, чтобы к. п. д. их не падал ниже 0,9т)Макс- В связи с этим вы­ бор машин по каталогам удобно производить не по обычным характе­ ристикам, а по характеристикам, построенным с учетом допустимого снижения к. п. д.

Если на характеристиках машины выделить участок с допустимым к. п. д., то получим область, называемую «полем характеристик». Каж­

получится сводный график полей при переменном числе оборотов. Выясним поле Q—Н машины при регулировании ее дросселем

{обычно на напорной трубе) по рис. 3-49.

Очевидно, что минимальное значение к. п. д. т]m допустимое при эксплуатации машины, определяет участок ab напорной характеристики, для всех точек которого ч\^ч\Шт. Следовательно, при п = const и регули­ ровании дросселем поле характеристик представляется участком ab ха­ рактеристики.

Для расширения области применения насосов широко пользуются способом обрезки рабочих колес без изменения формы рабочих лопа­ стей. Обрезкой называют уменьшение наружного диаметра рабочего колеса путем обтачивания его на токарном станке. При этом геометри­ ческое подобие нарушается; поэтому условия подобия и формулы про­ порциональности для пересчета параметров при обрезке применять нельзя.

При обрезке колеса совместное влияние изменений выходного угла fh и диаметра D2 приводит, как показывают опыты, к пропорциям:

стоянным.

Н__ Q2

Выясним влияние обрезки на поля производительностей и напоров

рабочий участок а\Ь характеристики до обрезки.

Если в координатную систему Q — Я внести поля производительно­ стей и напоров различных типов насосов при различных их размерах и допустимой обрезке, то получим сводный график полей характеристик при п = const.

Построение полей характеристик вентиляторов, регулируемых на-

правляющими лопастями ка входе, производится при помощи регулиро­ вочных характеристик; одна из форм таких характеристик в безразмер­

каждого вентилятора может быть построено несколько регулировочных кривых в зависимости от значения QH, определяемого условиями работы

ченных параллельно в общую трубопроводную систему. Это объясняется в основном работой установок по заданным графикам непостоянного расхода.

Пусть насосная установка не имеет аккумулирующего (напорного) резервуара и должна покрывать график с переменными расходами (рис. 3-54). В этом случае в любой момент времени машины должны давать производительность, равную расходу из сети по заданному гра­ фику. В частности, во время прохождения пика расхода машины долж­

машина должна быть выбрана на максимальную производительность Q.иакс и вместе с тем должна иметься возможность регулирования ее до QMHH- Это будет машина большой производительности с глубоким регу­ лированием. Поскольку регулирование всегда связано с потерями энер­ гии, такая машина будет работать с низким эксплуатационным к. п. д.

и коммунальных насосных станций устанавливаются по строительным нормам и пра­ вилам Госкомитета по делам строительства. В установках для питания паровых кот­ лов размеры резерва определяются правилами Котлонадзора.

путем подключения второй машины в параллель с работающей первой получается только в том случае, когда в общем трубопроводе (отточки

Ддо напорного резервуара) отсутствуют гидравлические сопротивления.

Вэтом случае характеристика общего трубопровода представляется

прямой линией, параллельной оси абсцисс.

Чем больше гидравлическое сопротивление трубопровода ft, тем круче поднимается его характеристика и тем меньше повышается про­ изводительность установки параллельным подключением второй маши­ ны. Так, например, если трубопровод & обладает характеристикой Ьи т. е. его сопротивления очень значительны, то повышение производи­

производительность установки только при малом гидравлическом сопро­ тивлении общего напорного трубопровода.

Мощность на валу центробежных машин зависит от условий парал­ лельного включения их. Если, например, машина А работает одна, то мощность на ее валу определяется ординатой характеристики мощно­ сти А для режимной точки а' Эта мощность по рис. 3-56 равна N'А. Если машина Б подключается на параллельную работу с машиной Л,

Изложенные здесь общие соображения о параллельной работе двух одинаковых симметрично включенных центробежных машин можно рас­ пространить и на большее число машин с различными характеристика­ ми, включенных несимметрично.

Регулирование расхода центробежных машин при параллельном включении может производиться всеми указанными выше способами.

Рассмотрим регулирование установки, состоящей из двух одинако­ вых машин, включенных симметрично (см. рис. 3-55). Характеристики, необходимые для этого, представлены на рис. 3-57. Точка а" определяет

все основные параметры машин при полном открытии дросселей на на­ порных линиях машин.

Пусть требуется повысить производительность установки увеличением

а ~\~ Q B Р о г ) "

Рабочая точка, определяющая режим системы, а"рег. Ее положение определяет новые параметры машин и установки в целом. Из графика видно, что увеличение числа обо­ ротов машины Б приводит к сле­ дующим результатам: суммарная производительность машин А и Б возрастает за счет повышения производительности машины Б при одновременном понижении произ­ водительности машины А; напоры, создаваемые машинами, возра­ стают; мощность на валу машины Б увеличивается, а на валу ма­

Рассмотрим случай дроссельного регулирования одной из парал­ лельно включенных центробежных машин (рис. 3-58). Характеристики машин при полном открытии дросселей приняты по рис. 3-57.

Если дроссель машины А прикрывать, то в соответствии с уравне­ нием (3-107) высота давления, создаваемая в точке А машиной Л, пони­ зится, характеристика машины Л, приведенная к точке А, опустится изаймет положение, показанное на графике пунктирной линией (/?*/Y)i er=f(Q)'