Характеристика сети и совместная работа насосов
Характеристика сети и совместная работа насосов
Характеристикой сети называется графическая зависимость напора в сети Яс, определяемого по уравнению (1.8) от расхода в ней Qc. При установившемся режиме работы насоса на сеть подача насоса Q должна быть равной расходу в сети Qc, т. е. Q = Qc.
Удельная энергия, соответствующая потери напора в сети gHz, должна равняться удельной энергии жидкости, получаемой в насосе, gHz = gH или напор, теряемый в сети, должен быть равен напору насоса Hz = Н. Одна и та же машина при неизменной частоте вращения может подавать различное количество жидкости потребителю в зависимости от характеристики сети. Таким образом, напор и подача насоса, работающего на данную сеть, зависят не только от свойств машины, но и от сети.
Преобразуем уравнение (1.8), подставив в него вместо последнего члена его значение в развернутом виде. Потери в трубопроводах S/im могут быть представлены как сумма гидравлических потерь по длине и местных потерь:
Зная, что уравнение для потерь в трубопроводе можно записать как где k — коэффициент, в который вошли все постоянные величины. И тогда уравнение для характеристики сети примет вид
Это уравнение в координатах Hz — Q представляется параболой 2-й степени, начинающейся в общем случае не из начала координат (рис. 2.29). Накладывая на характеристику сети напорную характеристику насоса, получаем точку их пересечения А, которая носит название рабочей точки. Гидромашина, работая на данную сеть, может подавать жидкости не больше, чем фд.
При эксплуатации гидромашин иногда приходится прибегать к их совместной работе.
Совместной работой насосов называют работу нескольких машин на одну сеть. В совместную работу можно включать как одинаковые насосы, т. е. машины, имеющие одинаковые характеристики, так и машины с разными характеристиками. Лучший эффект получается, когда напорные характеристики насосов одинаковы или примерно равны их напоры Но при Q = 0. Включение машин может быть параллельным (рис. 2.30) либо последовательным (рис. 2.31). К параллельному включению прибегают главным образом с целью резкого увеличения подачи, к последовательному — для увеличения напора.
Рассмотрим параллельную работу двух различных центробежных машин, характеристики которых изображены на рис. 2.30 (I — напорная характеристика первого насоса, II — второго). Оба насоса работают на сеть, характеристика которой Hz.
Если бы каждый из указанных насосов работал отдельно на сеть, то подача первого была бы Qi, а второго Qu. Чтобы определить, какова будет подача при одновременной их работе на эту сеть, необходимо построить суммарную характеристику двух параллельно включенных насосов. Суммарную характеристику в этом случае получаем путем сложения абсцисс (подач) характеристик первого и второго насосов при постоянных ординатах (напорах), как это показано на рис. 2.30. В данном случае напор второго насоса при Q = 0 больше напора первого насоса. В этом случае первый насос начнет подавать жидкость в сеть только тогда, когда напор второго насоса сравняется с напором’ первого, что соответствует точке 3 при подаче Q3. Следующие точки получаем проводя параллельные линии оси Q 4—В и 8—С. Так, для получения точки 7 необходимо к подаче второго насоса, соответствующей отрезку 4—6, прибавить подачу первого, равную отрезку 4—5. Для получения следующей точки суммарной характеристики 11 необходимо к подаче второго насоса (отрезок 8—10) прибавить подачу первого (отрезок 8—9) и т. д. Таким образом, соединяя точки 2, 3, 7, 11, получаем суммарную характеристику двух параллельно включенных насосов— Рабочей
точкой в данном случае будет точка А, которой соответствует подача Qi+ii . Из рисунка (2.30) очевидно, что Qi+п < Qi + Qn, т. е. суммарная подача параллельно включенных насосов меньше суммы подач 1 аждого из насосов, работающих индивидуально на ту же сеть.
Уменьшения крутизны характеристики сети можно достичь за счет прокладки параллельного трубопровода, что обеспечит устойчивость в работе.
Как было отмечено выше, последовательное включение насосов применяется для резкого увеличения напора в сети при незначительном изменении подачи. Если насосы расположены вблизи один от другого, что, например, имеет место при работе предвключенного и главного питательного насосов, то корпус главного насоса должен воспринимать полное давление. При последовательном включении насосов суммарную напорную характеристику получают суммированием ординат (напоров) характеристик каждой из насосов при постоянной подаче Q (рис. 2.31).
Экономически выгодно включать насосы последовательно при крутых характеристиках сети и небольшом значении статической части
Выигрыш от включения насосов в параллельную работу зависит от формы характеристик как насосов, так и сети. Больший эффект получается при более пологой характеристике сети. Среднее значение к. п. д. при использовании параллельного включения насосов может быть представлено как
Из приведенных выше выражений следует, что чем больше мощ<-ность насоса, тем больше должен быть его к. п. д. Регулирование в сети выгоднее насосом малой мощности. Устойчивая совместная параллельная работа возможна только при стабильной напорной характеристике, иначе увеличивается зона неустойчивой работы (параграф 2.12), что поведет к неравномерному распределению нагрузки между насосами.
Исследования Е. Л. Шифрина и В. А. Гаркави показали:
1. Устойчивость параллельной работы определяется как формами напорных характеристик Н — Q насосов, так и формой характеристики сети.
2. На ниспадающих участках характеристики Н — Q параллельная работа всегда будет устойчивой; на восходящих — устойчивая работа невозможна.
3. Условия устойчивости можно определить как
