Уточнение параметров работы насосов

Подбор насосов по сводному графику полей каталога, произведенный по расчетным параметрам работы насосов, позволяет определить марки и количество насосов, но не дает информацию о том, как выбранные насосы будут работать совместно с водопроводной сетью. Действительные параметры работы насосов на проектируемую систему водоснабжения - рабочие (режимные) точки - находятся на пересечении характеристик насосов и характеристик сети (трубопровода). Характеристиками насосов называют графически представленные зависимости некоторых параметров работы насоса от его подачи: Н-Q,h-Q,N-Q,h_доп-Q . Характеристикой сети называется график Н–Q, взаимосвязи требуемого (расчетного) напора в трубопроводе и соответствующего расхода.

Порядок нахождения рабочих точек в общем случае следующий.

1. Строится характеристика сети (в курсовом проекте задана не вся водопроводная сеть, а только напорный водовод). Требуемый напор, м, для построения характеристики сети определяется по формуле

( 2.1)

где - геометрическая высота подъема, м, считая от характерного уровня воды в резервуаре, из которого вода забирается, до отметки точки подачи; - требуемый свободный напор в точке подачи, м; - потери напора в трубопроводе от места забора воды до точки подачи при определенном (расчетном) расходе, м.

Для определения положения точек характеристики сети в координатах Н – Q вычисляются значения Нпо уравнению (2.1) при различных расходах от 0 до максимально возможной подачи насосной станции Q_макс (обычно вычисления делают не менее, чем для трех значений Q). В уравнении переменным слагаемым являются только потери напора . Потери напора для построения характеристики сети удобно определять по формуле

(2.2)

где s - гидравлическое сопротивление трубопровода, м × (с/м³)², определяемое для Qв м³/с, по любой из формул

(2.3)

где i – гидравлический уклон, зависящий от диаметра трубопровода и расхода в нем, определенный по таблицам [4]; L - длина трубопровода, м; A – удельное сопротивление труб, (с/м³)², приведенное в [4] и приложении 3.

Усредненное гидравлическое сопротивление сети или трубопровода sможно вычислить по результатам гидравлического расчета сети из формулы (2.2).

2. Характеристики сети (водоводов) строятся для всех характерных режимов работы насосной станции. На линиях характеристик сети наносят точки, соответствующие величине подачи ступеней графика работы насосов – расчетные точки.

3. Из каталога насосов на график с характеристиками сети переносятся характеристики Н – Q выбранных насосов. При отсутствии каталога или отсутствии в нем характеристики выбранного насоса, можно построить ее по аналитической зависимости [3]

, ( 2.4)

где - постоянные, зависящие от марки насоса и принимаемые по приложению 4.

Задавая некоторый интервал значениям расходаQ от 0 до максимально возможного в водопроводной системе, находят по формуле (2.4) соответствующие напоры Н. Линия, проведенная через точки с координатами Qи Н(точек должно быть не менее трех), является приближенной характеристикой Н - Q интересующего нас насоса. Аналогичные расчеты и построения выполняются и для всех других выбранных насосов.

4. Полученные на пересечении характеристик сети и насосов рабочие точки показывают основные действительные параметры работы насосов на проектируемую систему водоснабжения. Если насосы подобраны удачно, то рабочие точки совпадут с расчетными (требуемыми).

На рис. 2.2. приведен пример совмещения характеристики трубопровода (на графиках обычно обозначается SQ²) и графических характеристик подобранного насоса из каталога или паспорта. Расчетная точка Р с параметрами Q_р и H_р находится в области действия насоса с наибольшим диаметром рабочего колеса. Рабочая (режимная) точка А с координатами Q_А и H_А не совпадает с расчетной. Если отличие по напору или расходу (обычно допускают отклонение не более чем на 5 - 10 %) не устраивает потребителя, применяют регулировку работы насосов.

Для оценки экономической эффективности эксплуатации выбранного насоса, а также для правильной его установки необходимо знать некоторые другие его параметры работы: мощность N, К.П.Д. h, кавитационный запас h_доп. Проекция рабочей точки на перечисленные графические характеристики - h-Q, N-Q, h_доп-Q - позволяет найти все основные рабочие параметры работы насоса.

Рис. 2.2. Характеристика трубопровода, совмещенная

с характеристиками насоса: 1 – напорная характеристика

насоса H-Q с наибольшим диаметром рабочего колеса D;

2 – то же со срезанным диаметром D_ср; 3 – характеристика

трубопровода SQ²; 4 – характеристика КПД насоса η-Q;

5 – характеристика мощности насоса N-Q; 6 – кавитационная

характеристика насоса ∆h_доп-Q