Выбор центробежного насоса

При выборе центробежного насоса следует учитывать разброс параметров насоса по подаче и напору, в том числе при различной обточке рабочего колеса, а также возможность нахождения требуемого режима работы в пределах рабочей области его характеристики. Например, по сводному каталогу выбрали определенный насос (рис. 5.1), где представлены основные характеристики насоса: H-Q, N-Q, η-Q, ΔH_кав-Q.

Рис. 5.1. Напорная характеристика центробежного насоса Х – 200 – 150 – 315

Построив характеристики сети находим рабочую точку.

Рис. 5.2. Характеристики насоса и трубопровода

При стационарном режиме работы установки подача насоса Q и развиваемый им напор Н определяются на графике (рис. 5.2) рабочей точкой B –точкой пересечения характеристик насоса и трубопроводной сети, в которой выполняется условие равенства параметров насоса и трубопровода.

По координатам рабочей точки уточняют параметры насоса Q и Н, а также величины мощности N и КПД, η с помощью изображенных на этом же графике зависимостей η = f (Q) и N = f (Q).

По экономическим соображениям устанавливают допустимые пределы изменения КПД. Для этой зоны по графику Q-H насоса устанавливают пределы изменения Q-H сети. КПД насоса должен быть достаточно высоким, отличие от η_max не должно превышать ±10%. Если для данных технологических потребностей это не выполняется, надо выбрать другой насос.

На графических характеристиках приводится мощность насосов для воды (r_в = 1000 кг/м³), поэтому для определения мощности выбранного насоса при перекачивании жидкости плотностью r необходимо полученную на графической характеристике величину потребляемой мощности N умножить на отношение r /1000.

Нахождение необходимых значений Q-H можно достичь параллельным или последовательным соединением в одну сеть двух центробежных насосов, а также изменение числа оборотов одного насоса.

Рис. 5.3. Характеристики насоса и трубопровода: а – при параллельном подключении, б – при последовательном подключении двух одинаковых насосов

При параллельной или последовательной работе двух насосов для определения режима работы насосной установки следует построить суммарную характеристику насосов, а затем найти рабочую точку обычным способом, т.е. пересечением суммарной характеристики насосов с характеристикой трубопровода. Для построения суммарной характеристики насосов в случае параллельного их соединения необходимо сложить характеристики насосов по абсциссам (подачам), а при последовательном соединении - по ординатам (напорам) (рис 5.3). Сопоставление параметров точек А ₁ и А ₂ позволяет установить, насколько изменяется подача или напор установки. Точка C, показывает параметры каждого насоса при совместной их работе.

Как видно из рис. 6.3 параллельное включение насосов выгодно при небольших сопротивлениях на линии нагнетания, а последовательное, наоборот – при больших сопротивлениях на линии нагнетания.

На рис. 5.4 показано решение задачи об определении новой частоты вращения центробежного насоса при требуемой степени изменения подачи.

Рис. 5.4. Характеристики насоса для нового числа оборотов

Точка А – рабочая точка, Q_p и H_p - рабочие параметры насоса при n (об/мин). По заданному изменению подачи (на ± m %) на характеристике трубопровода при находится новая рабочая точка А ₁. Через эту точку должна пройти характеристика насоса при искомом числе оборотов n_х. Для определения n_x через точку А' проводится парабола подобных режимов и находится точка пересечения С этой кривой с заданной характеристикой насоса. Применяя к точкам А' и С законы пропорциональности, получаем:

(32)

Парабола подобных режимов строится исходя из уравнения кривой пропорциональности:

(33)

Рис. 5.5. К задаче по определению числа оборотов

По параметрам точки А' (Q ₁ и Н ₁) определяется константа уравнения (33), а затем по соотношению. находятся точки параболы подобных режимов. Для построения параболы принимается Q – в пределах от 0 до Q и выше.

Для решения задачи об определении параметра насоса при изменении числа оборотов, например, в q раз, строится в соответствии с законами пропорциональности новая характеристика насоса (для ) по точкам Q ₂ -H ₂, найденным по параметрам Q ₁ -H ₁ данной характеристики насоса для n ₁ (рис. 5.5). Сопоставление параметров рабочих точек А ₁ и А ₂ позволяет получить ответ на вопрос задачи.