книги / Насосы и вентиляторы.-1
.pdfщие при переменных режимах, должга иметь стабильные характеристики.
С. Регулирование режима работы насоса
Как указывалось в п .5, насос и сеть образуют единую систему. Графические условия материального и энергетического балансов систе мы выражаются точкой пересечения Л характеристик насоса и сети, I.взываемой рабочей точкой. Мееду тем величина потребной производи тельности насосной установки может изменяться во времени, в соот ветствии с чем перемещается рабочая точка системы. Для этого необ ходимо изменять характеристику насоса или сети. Процесс изменения характеристики сети или насоса о целью обеспечения заданной величи ны их производительности называется регулированием.
Д р о с с е л ь н о е р е г у л и р о в а н и е - один из наиболее распространенных методов изменения характеристики насоса осуществляется дроссельным клапаном, расположенным на напорной ли нии насоса обычно в непосредственной близости от него (рис. 33).
Н,« |
Рио. 33. |
Рэцулирова |
|
|
|||
яйе |
работы насоса дрос |
||
селированием: |
- |
надо |
|
насс |
- |
напор |
сет- |
|
Л ^К4 |
потери |
капора |
|
|
на дроосильном клапане; |
|||
|
- |
расходы жидкоо- |
||
|
ти через насос, соот- |
|||
|
вотствующие режимам |
|||
|
работы |
Л и |
6 |
î l - ха |
- - <г,**/ч |
рактериетшеа |
насоса; |
||
|
2,3 - характеристика |
|||
|
сети |
|
|
|
Каждому положению дроссельного клапана соответствует опреде
ленная характеристика сети. |
Уравнение энергетического |
равновесия |
|
имеет вид: |
u _ и ^ л |
| |
|
|
н . ■ Н« * д |
_ . |
|
где №н, Н с - |
напоры насоса |
и сэти соответственно; л |
- потери |
капора на дроссельном клапана.
Изменяя сопротивление дрооселъного клапана, можно получить
производительность насоса от максимальной величины |
Q JI |
при |
|
полностью открытом дроссельном кггпаыз, до минимальной |
QB » |
В |
|
связи с тем, что при дроссельном регулировании не весь |
напор, |
ор* |
даваемый насосом, полезно используется в сети, КПД насосной устан; ки меньше КПП насоса
Дроссельное регулирование является простим и наде:шым в осу ществлении, но в то же время сравнительно малоэкономичным.
Р е г у л и р о в а н и е |
и з м е н е н и е м |
ч и с л а |
|
о б о р о т о в р а б о ч е г о |
к о л е с а |
производите^ путе>. |
|
применения двигателей с переменным числом оборотов |
( электродвигать |
ли постоянного тока, турбины, двигатели внутреннего сгорания), а также за счет установки гидромуфты. Изменение числа оборотов на соса ведет к изменению его характеристики и, следовательно, к из-» менению режима совместной работы системы "наооо - сеть” (рио.34). Эта система регулирования не приводит к потерям энергии в системе "наооо - сеть", так как при всех режимах работы напор наооса и се ти согласованны. КПД насооной установки ^ ^ р а в э н КПД насооа 2 и •
Р е г у л и р о в а н и е |
п о в о р о т о м |
л о п а т о к |
р а б о ч е г о к о л е с а |
применяется в осевых |
насосах. При |
повороте лопаткой рабочего колеса изменяется характеристика наооса
Рир. 34, Регулирование работы насоса изменением числа оберотов: 1 ,2 ,3 - характеристика насоса при П р !^2 * оборотах соот ветственно; 4 - характе ристика сети; Л , В , С ■- режимы совместной работы системы пнасос - сеть”
Q ," V H
Рио. 35. Регули рование работы осевого насоса изменением угла установки лопаток: 1,2; 3 - характеристики
осевого засоса; |
4 - |
||
характеристика сети; |
|||
S4t |
, 85 ~ |
дели ус |
|
тановки лопаток рабо |
|||
чего |
колеса; |
Л ., |
Ь , |
С |
- режимы совмест |
ной работы системы "на сос - сеть"
и, следовательно, реким его работы (рис. 35). Регулирование может быт; также осуществлено путем установки поворотных папровляших лопастей непосредственно перед рабочим колесом наоооа. По вкономичности этот вид регулирования работы насоса уступает только регулированию изменением числа оборотов иаооса.
Р е г у л и р о в а н и е п е р е п у с к о м ж и д к о е - т и. Чаоть жидкости, подаваемой насосом, перепускается иэ напор ной магистрали во всасывающую по. обводному трубопроводу, на кото ром установлена задвижка для изменетая рлохот перепускаемой жид кости и, следовательно, раохода ее по внешней сети. Такое регули рование не экономично.
7 .'Последовательная и параллельная работа насосов на сеть
Последовательная работа насосох применяется для увеличения напора в тех случаях, когда один насоо при эаданной производитель ной сети не может создать требуемого напора. Подача насосов при этом остается постоянной, а общий напор равен сумме напоров ITCG- оов (рис. 36). Суммарная полезная мощкооть совместно рабсттцюс насосов
К Nn * |
@<4, + S a H4 |
|
|
суммарная потребляемая мощность |
|
||
Z N |
- м , « м , - е д |
/ ? , |
* е л / Г , , |
где |
- массовая производительность первого |
и второго насо |
||||
сов соответственно;Н^ , H* - напоры насосов; ^ F £ |
- К1Щ наооеов; |
|||||
М ,, Nt |
- потребляемые мощности насосов. |
|
|
0 |
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
H#âi |
Рис. |
36. |
После |
||
|
|
|||||
|
довательная |
работа |
||||
|
насосов: |
1,3 |
- |
напор |
||
|
ные характеристики |
|||||
|
первого |
и второго на |
||||
|
сосов |
соответственно; |
||||
|
1+2 - |
суммарная на |
||||
|
порная характерис |
|||||
|
тика |
насосов; |
3 - |
|||
|
характеристика |
пот |
||||
|
ребного |
напора сети; |
||||
|
Н« ♦ Нг - |
напору пер |
||||
|
вого |
и второго |
насо |
|||
|
сов |
соответственно. |
||||
|
Q |
- |
подача насо |
|||
|
сов |
(производитель |
||||
|
ность |
сети). |
|
- |
||
|
режим совместной |
|||||
|
работы "насос |
- |
||||
|
сеть" |
|
|
|
|
Уравнение для определения среднего полного КОД последовательно ра ботящих насосов примет вид
^ - Z N n / 0 |
|
* |
& Л / ? е |
|
|
|
|
|
|||
Так как при последовательной работе аасосов е. |
то |
||||
|
н |
, ♦ н , |
(54) |
||
Cef |
н , / ^ |
♦ |
н в / г в |
||
|
При параллельной работе насосов суммарные характеристики получают путем сложения подач при одинаковом напоре и применяют для увели-
|
Рио. 37, Параллельная |
|||
работа наоосов: 1,2 - напор |
||||
ные характеристики |
первого |
|||
и второго насосов соответст |
||||
венно; 3 - суммарная валор |
||||
ная характеристика двух на |
||||
сосов; 4 - |
характеристика |
|||
потребного |
напоре сети; |
|||
H ,, |
Ht |
- |
напори первою |
|
и второго |
насосов |
соответ |
||
ственно; Q ,, Qt - подача |
||||
первого |
п второго |
насосов; |
||
Æ |
- режим совместной ра |
|
|
|
боты чиаооо - оеть" |
|
чвния производительности насосной установка |
(рис. 37). Так как яри |
|||
параллельной работе |
наоосов |
|
И, » Н2 ,то |
средний КПД |
. |
6 - |
- |
s » |
(55) |
* |
® . / r , |
* |
® . / г . |
|
8. Конструкции центробежных и соевых насосов
Рассматриваемые конструкции насосов кдаоспфициругт со отрасли их применения [ 5 , 6, п ]«
1)центробежные насосы для подачи чистой воды (консольные, го ризонтальные) типа 4К-8, вертикальные типов "В", 24ЭД.СВ, il3-1, 3-1200);
2)питательные насосы (для питания паровых котлов электри ческих станций, корабельных установок и т .п .) типов ПЭ-500-1800,
ОВ-ПГ-500, ПП-60-280, |
ПГ-2-.220-280, СВПТ-340-1000; |
|
|||
|
3) |
конденсатные насосы (для откачки конденсата) типов КЗ-4,6- |
|||
150, |
5Кс-5х2, 8КоД-5хЗ, |
KH-I5/40, Ш -2 5 |
, ЭКВ-5/1-Я |
а т .д .; |
|
|
4) |
осевые насосы (для подачи чистой |
воды типов |
а - з . ТЦЯ е |
|
дрЛ |
применяются ян тепловых гиюктростакциях в качестве циркуля- |
|
|
- 76 - |
|
|
циоаных, |
|
/ |
станциях городского |
и про |
в насосных шлюзных установках, |
||||
мышленного водоснабжения и т .л .; |
|
|
||
5) |
артезианские |
наооон (глубинные) |
типов 20А18хЗ, ЭПН-8 и |
|
т .д . устанавливают в |
буровых скважинах, |
применяются для городско |
||
го и сельского водоснабжения, орошения, |
осушения и т.д.; |
° |
||
6) |
фекальные насосы (для перекачки загрязненных жидкостей |
(сточных вод. торфомассы, бумажной массы, химических жидкостей со взвешенными волокяистши злемеятами. жидкостей с абразивными приме сями) типов 24ФВ-13, НФ-14, 8ФС-17, ЭХМ-20/35, 10Б-7 и т .д .;
7)горячие крекинговые насосы (доя перекачивания тяжелых и го рячих нефтепродуктов) типов КВН-55-120. KBH-55-I8Ü, 5НГ-5х8 и т . д . ;
8)Химические насосы для перекачки: серной кислотй - типа 1,5ВХС-=4х2, углеводородов - типа 2,5ЦС-5х2, коллоидных растворов
полимеров (латекса) - КП ЗКЛ-7 |
t |
концовоированяой |
азотной кисло |
ты - 4хН-5, фосфорной кислоты - |
4КХ-7, шлама белого |
и зеленого, |
|
щелоков о примесью песка и частиц |
гидрата - 4ХШ-7, |
легкоюшящих |
•жидкостей - ЗЦ-4, расплавленной серы - 2BXC-I.5. расплавленного нафталина - типа 3BX1I-6. и т . д . ;
9) насосы разного назначения: типа ЭЦНМ-40 (для подачи дис тиллята с температурой до 70°С). ЭЦН-80 (дли откачивания рассола из испарителя холодильной машины). ЗН-6х2 (для перекачивания раз личных нефтепродуктов при температуре -2 0 °...+ 5 0 °С ). 4НГ-5х2 (для перекачки нефтепродуктов при температуре до 400°С). типа ЩС-32/ I - I I (для подачи кислот- и 3-53£-ного раствора каустической соды в води) и др.
9. Выбор насоса
Прежде чем подобрать насос для установки в сеть необходимо
знать характеристику насосной установки |
(зависимость потребного |
напора Нп °* расхода жидкости Q c |
) . Поскольку производи |
тельность и напор Накоса выбираются в соответствии с потребностью
сети |
( Ни= Нс . QH = |
Qc |
см. п. |
2 ). |
мы можем определить |
||
производительность и напор выбранного |
насоса. Приняв число оборо |
||||||
тов |
М . а также зная |
параметры |
Нн |
и |
QH находим коэффициент |
||
быстроходности насоса по формуле |
|
|
|
|
|||
|
* з , . $ |
к |
Q V |
H |
\ |
|
|
СравниD его с коэффициентом быстроходности имеющихся конструкций, |
|||||||
принимаем конструктивный |
тип насоса |
(центробежный, диагональный. |
осевой), |
при этом уточняем критический кавитационный запас С |
по |
|||
формулу, |
предложенной С.С.Рудневым |
^ |
|
||
|
С - 5,62 |
a |
Q V2/ |
А к |
|
После определения |
\П^ |
и С |
выбираем его по каталогам |
в |
зависимости от назначения - отрасли (химические, питательные, кон денсационные и т . д . ) . Выбранный по каталогам насос должен обеспе чить требуемый напор при заданной подаче в области значений КЦЦ, близких к максимальным.
Лая выбора насосов в каталогах даются рабочие поля характерис тик (см. п.З). Границы поля характеристики насоса определены из условий обеспечения допустимого минимального КПД насоса. Каждая точка поля мсжет быть выбрана в качестве рабочс \ . Необходимо пом нить, что характеристики насосов з каталогах обычно приведет к стандартным плотностям жидкостей.
'Каждый насос может иметь несколько полей характеристик, соот ветственно числу оборотов колеса. На рис. 38-43 приведены сводные графики подач и напоров насосов.
Г Л А В А |
1У |
ОБЪЕМНЫЕ |
НАСОСЫ |
Объемные насосы (непосредственного действия, вытеснения) рабо тают по принципу вытеснения рабочей жидкости каким-нибудь движущим
ся органом |
(поршень, зубья шестерен, кулачки, лопасти, киат, шнек |
и т . д . ) . |
Давление, развиваемое объемным насосом, зависит от |
сопротивления жидкости на выходе из него и практически ограничивает ся прочностью деталей насоса и количеством утечек жидкости через зазоры.
В зависимости от конструктивного признака рабочего органа, с помощью которого производится вытеснение жидкости, насосы подраз деляются на поршневые, плунжерные, ротационные и пластинчатые (ши-* берные) [ б ] .
I . Поршневые насосы
В поршневых насосах засасывание жидкости, а также и вытесне-
Рио* 39* Сводный график подач и напоров одноступенчатых центробежных
консольных наоосов тйеш К и моноблокнаоосов типа КМ для чистой воды
со
о
Рис, 40, Сводный график подач и напоров одноступенчатых центробежных насосов двухстороннего входа типа Д и НД душ чиотой воды