Характеристики насосного оборудования. Характеристики насосов
Рабочие характеристики насосов.
Рабочей характеристикой насоса называется графическая либо аналитическая взаимосвязь основных энергетических показателей H, N, h и Dhдоп от подачи при постоянной частоте вращения вала рабочего колеса, вязкости и плотности жидкой среды.
Значение напора, мощности и КПД для ряда значений подачи могут быть представлены в виде системы точек в координатах Q-H,Q-N,Q-h,Q-Dhдоп.
Рабочие характеристики получают после обработки результатов испытаний машины на специальном стенде. В процессе испытаний при постоянной частоте вращения, используются показания приборов, определяется подача, напор, мощность и КПД.
Для построения характеристики необходимо снять показания для 5...8 режимов, т.е. при 5...8 различных подачах.
Полученные значения напора, мощности, КПД и допустимого кавитационного запаса для ряда значений подачи можно представить в виде системы точек в координатах H,N,h,Dhдоп и Q.
Рис. 14. Рабочие характеристики насоса
Точка Ахарактеристики Q-H , отвечающая максимальному значению КПД называется оптимальной режимной точкой.
Так как кривая Q-h имеет в зоне оптимальной точки пологий характер, то на практике пользуются рабочей частью (зоной) характеристики насоса, в пределах которой рекомендуется его эксплуатация. Рабочая часть характеристики зависит от допустимого снижения КПД. На практике иногда под рабочей частью характеристики насоса подразумевают ту зону характеристики, в которой допускается длительная его эксплуатация.
В соответствии с конструкцией насосов вид кривой Q-H может быть различной. Существуют кривые Q-H, непрерывно снижающиеся, и кривые с возрастающим участком, имеющие максимум. Первые называются стабильными, а вторые нестабильными характеристиками. Нестабильная характеристика имеет перегиб – максимум на кривой Q-H, а следовательно, один и тот же напор насос может создавать при двух значениях подачи. Таким образом, на участке H>H0 насос может работать нестабильно – с переменной подачей. В свою очередь кривые обоих типов могут быть пологими, нормальными и крутопадающими.
Крутизну характеристики k определяют по формуле:
k= 
, (48)
где H max – максимальный напор насоса;
Hопт – напор при максимальном значении КПД.
При крутизне 8...12% характеристики считают пологими, при крутизне 25...30% – круто падающими.
Для центробежных насосов крутизна характеристики Q-H не превышает 25%, для диагональных она составляет 30...80%, а для осевых насосов достигает 100%.
Графические характеристики насоса дают наглядное представление об изменении основных параметров в зависимости от подачи, однако не позволяют использовать электронно-вычислительную технику для расчёта режимов работы при проектировании насосных станций. Анализом характеристик большого числа насосов Е. А. Прегер установил, что наиболее точно напорную характеристику Q-H можно описать уравнением полной квадратной параболы
H= 
, (49)
где a0,a1 и a2 – коэффициенты положительные или отрицательные по величине, зависящие от формы напорной характеристики насоса.
Ограничиваясь лишь рабочей частью характеристик Q-H, упрощенное уравнение для насосов чистой воды
H=a-bQ2, (50)
а для насосов сточных вод
H=a-bQ. (51)
Коэффициенты a и b постоянны и их значения установлены для выпускаемых типоразмеров насосов.
Похожие статьи:
poznayka.org
|
| |||||||
www.pea.ru
Характеристики насосного оборудования
Все основные характеристики насосных агрегатов делятся на:
- Технологические;
- Эргономические;
- Надежностные.
Различают номинальные показатели (эксплуатационные) и оптимальные, с максимальным экономическим эффектом (с наибольшим КПД). Зачастую режимы работы, соответствующие различным показателям, не совпадают. Это обусловлено тем, что в производственной ситуации бывает необходимо одну из характеристик выдерживать в пределах, не соответствующих максимальной эффективности.
Технологические характеристики
Подача насоса Q — количество перекачиваемой в единицу времени рабочей жидкости. Подача подразделяется на объемную, массовую и весовую. В паспорте насосного агрегата в общем случае указывается объемная подача, та, которую использует потребитель.
Напор насоса H — разность механических энергий рабочей жидкости на входе и выходе насосной установки. Напор также бывает объемным, массовым и весовым. Расход рабочей жидкости или подача и напор — величины взаимосвязанные.
Мощность насоса Nподразделяется на полную и полезную. Полная мощность поступает к электродвигателю насосной установки от электрической сети. Так как в любой системе имеются потери энергии, то для перекачивания некоторого объема жидкости затрачивается полезная мощность, которая всегда меньше полной.
Коэффициент полезного действия является отношением полезной мощности к полной (полученной из сети). Из вышесказанного следует, что КПД всегда меньше единицы. То есть часть энергии идет на различные потери (трение, нагрев).
Кавитация (пустота). В перекачиваемой жидкости всегда присутствует растворенный воздух. При движении по трубопроводу воздух скапливается в одном месте, образуя разрежения. В общем случае это явление выделяет энергию, которая создает ударные волны, разрушающие механизмы насоса. Для недопущения таких явлений при проектировании гидравлических систем должны учитываться законы гидравлики и гидродинамики.
Кавитационный запас — наименьшее давление, при котором жидкость остается в своем состоянии, не образуя пустот.
Номинальная высота самовсасывания — высота от свободной поверхности жидкости до точки образования кавитационных (разрушающих) процессов. На этой высоте насос способен к самовсасыванию и нормальной работе.
Минимальное время самовсасывания — в течение этого времени насос способен к самовсасыванию при номинальной высоте. Продолжительность самовсасывания определяет безопасную работу насосного агрегата.
Эргономические характеристики
Внешняя утечка — количество жидкости, неизбежно вытекающей в процессе эксплуатации. Утечка возможна через различные неплотные соединения (прокладки, сальники) при номинальных условиях работы.
Уровень звукового давления — является показателем шумового воздействия на человека. Измеряется в определенных точках при номинальном режиме работы на расстоянии в 1 метр по контуру насосного агрегата. Единица измерения децибел (дБ).
Уровень вибрации. Измеряется на опорной поверхности агрегата, в точках с максимальной вибрацией. Определяется по среднему значению изменения скорости или ускорения установки.
Допустимая продолжительность работы при закрытой входной задвижке (нулевая подача). Параметр, характеризующий работу специальных насосных установок.
Показатели надежности
Эти параметры устанавливаются в зависимости от допусков на различные технические параметры при эксплуатации агрегата. Естественно, чем выше допуски, тем выше будут показатели надежности, к которым относятся:
- Временная наработка на отказ;
- Ресурс насосной установки;
- Вероятность безаварийной эксплуатации.
При проектировании насосных систем нужно учитывать характеристики как самого насосного агрегата, так и данные трубопроводной сети. Если характеристики совпадают, то говорят, что параметры насоса и трубопроводов пересекаются в рабочей точке.
Рабочая точка — состояние, в котором мощность, потребляемая насосом из электрической сети, равна мощности трубопроводной сети. Напор в этом случае будет равняться гидравлическому сопротивлению системы.
По рабочей точке можно определить обеспечиваемую насосом подачу. Подбирая характеристики, нужно учитывать определенный минимум подачи. В противном случае насосный агрегат будет перегреваться, что приведет к поломке. В общем случае рабочая точка должна находиться в пределах характеристики насоса.
При выборе насоса для отопления некоторого здания учитывают потребления тепловой энергии этим зданием. К тому же необходимо значение гидравлического сопротивления трубопроводной системы. Что не всегда известно. В этом случае, проектировщик должен найти оптимальную рабочую точку.
Далее подбирают сам насос с возможно близкими характеристиками. На практике нельзя в точности обеспечить подбор насоса к системе. Выход находят в насосе, с характеристиками, имеющими некоторый запас.
В процессе работы трубопроводная система может изменять свои характеристики: подачу, гидравлическое сопротивление. В этом случае происходит смещение рабочей точки от расчетной. Происходит увеличение напора, возрастает уровень шума. Методом борьбы с такими явлениями является регулирование скорости вращения насоса. Частотный преобразователь, управляющий скоростью вращения электродвигателя, способствует экономии электроэнергии, увеличению срока безотказной работы, снижению шума.
Выбирая насос, учитываются параметры рабочей среды: температура, вязкость, рабочее давление, объем отопительной системы.
В нашем каталоге вы можете выбрать, а также приобрести различные насосы для ваших нужд.
salepump.ru
Рабочая характеристика - насос - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Рабочая характеристика - насос
Cтраница 1
Рабочая характеристика насоса, показывающая зависимость создаваемого напора от подачи, не позволяет найти, в каком режиме насос будет работать на заданную систему. Точка А пересечения характеристик называется рабочей точкой насоса. Рабочая точка показывает, в каком режиме работает данный насос па заданную сеть. [1]
Рабочие характеристики насосов получаются путем испытаний насосов при постоянном числе оборотов. При этом для каждого числа оборотов определяются мощности и напоры для ряда производительностей, регулируемых открытием задвижки на напорном трубопроводе. [2]
Рабочая характеристика насоса, представляющая собой зависимость напора, создаваемого на выходе насоса Няас, от подачи Q при определенной частоте - вращения рабочего колеса, известна из пас-лортных данных насоса. [3]
Рабочие характеристики насоса снимаются при выключенном компрессоре. [4]
Рабочая характеристика насоса, представляющая собой зависимость напора Н, создаваемого на выходе насоса, от подачи Q при определенной частоте вращения рабочего колеса, известна из паспортных данных насоса. Гидравлическая характеристика трубопровода, представляющая собой зависимость необходимого напора в начале трубопровода Ятр от расхода жидкости Q, может быть найдена на основе сведений о вязкости перекачиваемой жидкости и данных трубопровода. Координаты точки пересечения М характеристик насоса и трубопровода ( рис. 9.5) представляют собой значения подачи Q н напора Я. По значению Q, соответствующему этой точке, находится и КПД насоса. Напор Ятр складывается из статического напора, определяемого разностью отметок жидкости в приемной емкости и в конце напорного трубопровода, и динамического. [6]
Рабочие характеристики насоса снимаются при выключенном компрессоре. [8]
Рабочая характеристика насоса, представляющая собой зависимость напора / / ас, создаваемого на выходе насоса, от подачи Q при определенной частоте вращения рабочего колеса, известна из паспортных данных насоса. Гидравлическая характеристика трубопровода, представляющая собой зависимость необходимого напора в начале трубопровода Нгр от расхода жидкости Q, может быть найдена на основе сведений о вязкости перекачиваемой жидкости и данных трубопровода. [9]
Рабочая характеристика насоса, представляющая собой з; висимость напора, создаваемого на выходе насоса Янас, от ш дачи Q при определенной частоте вращения рабочего колеса, и; вестна из паспортных данных насоса. Гидравлическая характ ристика трубопровода, представляющая собой зависимость нео ( ходимого напора в начале трубопровода Ятр от расхода жидю сти Q, может быть найдена на основе сведений о вязкости пер качиваемой жидкости и данных трубопровода. [10]
Рабочая характеристика насоса должна иметь координатную сетку, общую для всех величин, а шкалы для них должны начинаться от нуля и содержать в одной клетке любого размера 1 10; 2 - 10; 5 - 10 единиц, где п - целое положительное число или нуль. [11]
Рабочие характеристики насоса строятся аналогично рабочим характеристикам компрессора, показанным на фиг. [12]
Рабочие характеристики насоса дают зависимость между производительностью и напором, которые может развить насос, и позволяют сделать предварительный выбор типа и размеров насоса. Однако нельзя сказать, какой точке характеристики будет соответствовать работа насоса, включенного в сеть; кроме того, невозможно установить, насколько правильно выбран диаметр сетевого трубопровода. [13]
Рабочую характеристику насоса прикладывают, как правило, к его паспорту. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Рабочие характеристики центробежных насосов
Центробежные насосы обычно рассчитываются на определенную подачу и число оборотов. Но в процессе эксплуатации насосы могут работать и при других значениях Q, Н и n, отличных от расчетных. Так, с прикрытием задвижки, установленной на напорном патрубке насоса (рис. 21), будут изменяться его подача, напор и мощность. Подобное изменение будет наблюдаться также при наполнении напорного резервуара, присоединенного к трубопроводу (рис. 21), и в других случаях.
Рис. 21. Схема оборудования насосной установки с центробежным насосом:1 - насос; 2 - двигатель; 3 - передача; 4 - всасывающий трубопровод; 5 - приемный резервуар; 6 - напорный трубопровод; 7- напорный резервуар;8 - задвижка; 9 - обратный клапан.
Для правильной эксплуатации насоса необходимо знать взаимосвязь между подачей, напором, потребляемой мощностью и другими параметрами этого насоса при различных условиях его работы. Для этой цели существуют характеристики насосов - графики, выражающие зависимость напора, мощности и к. п. д. насоса от его подачи при постоянном числе оборотов (рис. 42). Эти характеристики, называемые иногда рабочими, создаются при испытании насосов в заводских лабораториях и являются основными техническими документами, определяющими технико-экономические свойства насоса.
Из приведенной на рисунке 42 примерной характеристики (показанной
Рис. 42. Рабочая характеристика центробежного насоса.
сплошной линией) видно, что для определенного и постоянного числа оборотов насоса n оптимальный его режим соответствует подаче Q и напору H при наивысшем к. п. д. При закрытой задвижке на напорном патрубке подача насоса Q = 0, напор равен Н0 (иногда он достигает наибольшего значения H0), а потребляемая мощность N0 составляет примерно 30% нормальной мощности N. После открытия задвижки, то есть с началом подачи воды, напор в некоторых насосах несколько повышается и достигает максимума, а затем начинает уменьшаться. Левый восходящий участок (Н0В) кривой H-Q характеризуется неустойчивой работой насоса, так как здесь одному и тому же напору соответствуют разные производительности. Работа насосов с подобной характеристикой допустима только при расходах, превышающих расход Qв.
Работа насосов с непрерывно снижающейся кривой H<Q (см. участок Н0В) протекает устойчиво во всех точках кривой.
Кроме кривых H-Q; N-Q и h-Q, на графике (рис. 42) имеется также кривая Hвак -Q, показывающая допустимые значения вакуумметрической высоты всасывания насоса при подаче соответствующих расходов.
Для расширения области применения центробежных насосов, которые работают с электродвигателями переменного тока, не допускающими изменения числа оборотов (асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором и синхронные), применяется обрезка рабочего колеса по наружному диаметру. При уменьшении наружного диаметра рабочего колеса не более чем на 10-15% к. п. д. насоса практически не изменяется, а подача и потребляемая мощность уменьшаются. В соответствии с этим кривая h-Q на графике сместится влево, а кривые H-Q и N-Q понизятся и образуют целые полосы H-Q (области) возможной работы рассматриваемого насоса за счет проведения указанной операции.
Насосы рекомендуется эксплуатировать только в области высоких к. п. д. Следовательно, должна использоваться не вся полоса H-Q, а только ее часть, соответствующая допустимым к. п. д. На практике допускается снижение к. п. д. на 7-10% против наивысшего значения для данного насоса. Криволинейный четырехугольник MDEF ограничивает рекомендуемую область использования данного насоса. Подобные графические характеристики приводятся в каталогах для предельной обрезки рабочих колес не более чем на 10-20% величины нормального диаметра. Дальнейшая обрезка диаметра рабочего колеса не рекомендуется, так как при этом к. п. д. насоса начинает резко снижаться.
При обрезке рабочего колеса центробежного насоса подача и напор изменяются в соответствии с приведенными ниже уравнениями.
(4 - 1)
(4 - 2)
где: Q и H - подача и напор насоса при нормальном наружном диаметре рабочего колеса D2;Q1 и h2 - подача и напор насоса при обрезанном колесе диаметром 
.
В результате совместного решения указанных двух уравнений находим, что:
(4 - 3)
Пользуясь указанными уравнениями, можно, например, найти, до какого размера нужно обрезать рабочее колесо насоса, чтобы обеспечить необходимый расход Qа и напор На. Для этого из уравнения (4-3) после подстановки заданных значений Qа и На находят коэффициент k, входящий в указанное уравнение.
Далее, задаваясь двумя или тремя значениями расходов по шкале Q графика (рис. 42) и пользуясь тем же уравнением (4-3), можно определить соответствующие значения напоров. При вычислении напоров найденное значение k в уравнении (4-3) сохраняется постоянным. По значениям Q и Н следует построить кривую Р-О, которая обязательно пройдет через заданную точку А с координатами Qа и На и пересечет кривую Н-Q в точке С. После этого, например, по уравнению (4-1) нетрудно определить и искомый диаметр рабочего колеса 
:
В насосах, имеющих направляющие аппараты или уплотнения на выходе из колеса, производится только срезка лопаток. В насосах спирального типа (без направляющих аппаратов) обтачиваются как лопатки, так и диски колеса.
Предел обточки рабочих колес зависит от коэффициента быстроходности, определяемого выражением:
где: Q - подача насоса, м3/сек;H - напор насоса, м при n, об/мин. Рекомендуются следующие пределы обточки:для колес с ns от 60 до 120..……… 20-15%;» пs » 120 » 200.…………. 15-11%;» пs » 200 » 300..………….11-7%.
hydrotechnics.ru
