Водоснабжение и канализация

Насосы. Насосные станции

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Характеристикой насоса называется графически выраженная зависимость основных энергетических показателей от подачи при постоянной частоте вращения вала рабочего колеса, вязкости и плотности жидкой   среды   на   входе   в   насос.

Основные параметры лопастных насосов подача Q, напор Н, мощность N, коэффициент полезного действия т) и частота вращения вала рабочего колеса п находятся в определенной зависимости, которая лучше всего уясняется из рассмотрения   характеристических   кривых.

Значения напора, мощности и КПД для ряда значений подачи могут быть представлены в виде системы точек в координатах Q— Н, Q — N и Q — т).

Соединяя точки плавными кривыми, получаем непрерывную графическую характеристику зависимости рассматриваемых параметров от подачи насоса при постоянной частоте вращения п. Основной характеристической кривой насоса    является     график,    выражающий зависимость развиваемого насосом напора от подачи H=f(Q) при постоянной частоте вращения п = const. Для построения теоретической характеристики насоса при заданных конструктивных размерах воспользуемся уравнением центробежного насоса.

Рабочие колеса с лопатками, загнутыми вперед (создают значительно больший напор, чем колеса с лопатками, загнутыми назад, и в этом их основное преимущество. Однако преобразование динамического давления, создаваемого лопатками, в статическое, путем уменьшения абсолютной скорости потока при выходе из рабочего колеса насоса, связано с большими потерями энергии.

Ввиду этого рабочие колеса центробежных насосов, используемых для нагнетания жидкостей, как правило, изготовляются с лопатками, загнутыми назад. Следовательно, для насосов, применяемых в системах водоснабжения и водоотведения, практическое значение имеет лишь одна из этих прямых — теоретическая характеристика QT — Нт, соответствующая работе насоса без учета потерь в нем.

Для получения действительной характеристики насоса необходимо внести поправки на гидравлические потери (в проточной части насоса), объемные и механические, а также на конечное число лопаток.

В соответствии с уравнением Бернулли для увеличения статического (полезного) напора насоса скорость потока у выходного патрубка необходимо значительно уменьшить. Из законов гидродинамики жидкости известно, что всякое изменение скорости потока сопровождается потерями^ прямо пропорциональными квадрату потерянной скорости. При построении кривой в не принимались в расчет утечки воды через зазоры. Если учитывать эти утечки, то полученные напоры Н будут соответствовать меньшим фактическим подачам насоса и действительная характеристика Q — H (кривая г) несколько сместится влево. Так как утечка в современных конструкциях центробежных насосов не превышает 2—5 %, то ее влияние дает незначительное смещение характеристики.

К механическим потерям относятся потери на трение дисков колеса   о   жидкость   и   потери  трения в подшипниках и сальниках. Эти параметры почти не влияют на характеристику насоса, поэтому мы их здесь не рассматриваем. Теоретическое построение характеристик насосов по заданным размерам встречается с большими трудностями. Исследования, проведен ные во ВНИИгидромаше, показывают, что строить теоретическую характеристику лучше всего комбинированным способом: по расчетному направлению касательной в точке оптимального значения КПД и по точке холостого хода, полученной сопоставлением относительной характеристики колеса такой же конструкции и с таким же значением коэффициента быстроходности ns. Однако и в этом случае фактическая характеристика не получается вследствие большого числа факторов, которые не поддаются точному определению и которыми приходится задаваться. Ввиду этого на практике отдают предпочтение опытным характеристикам, получаемым    при    испытании    насосов.