§ 35. Характеристики центробежного насоса и трубопровода

На заводах-изготовителях все центробежные насосы проходят испытания, на которых определяют их подачу, напор, мощность и КПД. Испытания проводят на специальных стендах, снабженных необходимыми приборами, приспособлениями и силовой установ­кой.

Подачу определяют с по­мощью мерного резервуара или расходомера. Напор вы­числяют по показаниям ваку­умметра и манометра. Мощ­ность устанавливают по пока­заниям вольтметра и ампер­метра или ваттметра. Мощ­ность насоса можно опреде­лить и с помощью динамомет­ра, который измеряет крутя­щий момент на валу насоса. Частоту вращения вала опре­деляют по тахометру, а КПД насоса — по формуле.

Изготовленный насос уста­навливают на стенд и при по­дачах от нулевого значения до максимального и определенной частоте вращения измеряют соот­ветствующие значения напора, мощности и вычисляют по этим данным КПД.

По полученным значениям параметров строят графики в коор­динатах Q — H, Q — N, Q — η|. Графики служат рабочими харак­теристиками данного типа насоса при определенной частоте вра­щения вала и диаметре рабочего колеса. Рабочие характеристики помещают в паспорт насоса и каталоги-справочники.

По рабочим характеристикам можно установить различные ре­жимы работы насоса. Рассматривая графики (рис. 46), определя­ем наиболее экономичный режим работы насоса — это будет ре­жим, соответствующий максимальному значению КПД. Точка A характеристики Q — H, соответствующая этому значению КПД, называется оптимальной точкой, а режим—оптимальным режи­мом.

Наиболее устойчивая работа насоса будет на всех режимах, со­ответствующих непрерывно снижающейся части характеристики Q — H. На других режимах работа насоса будет неустойчивой и поэтому недопустимой.

Характеристики насосов кроме выбора оптимальных режимов используют н в проценте проектирования технологических устано­вок. При этом берут сводные графики, помещенные в соответствую­щих каталогах. На графиках в координатах Q и Я нанесены поля (клетки), соответствующие устойчивой работе насоса (рабочая зо­на насоса). Если заданные значения подачи и напора будут на­ходиться в любой точке внутри рабочего поля насосов, то насос, обозначенный на поле, будет для заданной работы приемлем. Пос­ле этого записывают сведения, необходимые для установки и ра­боты насоса (КПД, мощность, частоту вращения, высоту всасы­вания, габаритные размеры и др.).

Нередко возникает необходи­мость в определении пригодности насоса для подключения к тру­бопроводу заданного диаметра.

Как мы знаем, полная высота подъема жидкости (напор насо­са) складывается из общей гео­метрической высоты подъема HГ

и потерь напора HC для преодоления сопротивления во всасыва­ющем и напорном трубопроводах: H=HГ+HC

Гидравлические сопротивления зависят от диаметра и длины трубопровода, а также от подачи и могут быть определены по фор­муле Hc=KСQ2, где Q — подача насоса; КС — коэффициент, ха­рактеризующий сопротивление трубопровода заданной длины и диаметра.

Следовательно, полная высота подъема насоса зависит от рас­хода: H = HГ+(KcQ2).

Используя эту зависимость, строят характеристику трубопрово­да, соединяющего насос с приемником и потребителем жидкости.

На оси ординат в принятом масштабе откладывают полную гео­метрическую высоту подъема жидкости HГ и проводят линию БГ параллельно оси абсцисс Q (рис. 47). Прибавляя к величине HГ -величину потерь напора HC при значениях подачи от нулевого до» максимального, получаем кривую БД, которая и служит характе­ристикой трубопровода. На этот же график наносят характеристи­ки насоса Q—H, Q—N, Q—η. Точка А, в которой характеристи­ка трубопровода БД пересекается с рабочей характеристикой Q — Я насоса, называется предельной точкой работы насоса на данном трубопроводе. Этой точкой А определяют предельный режим рабо­ты насоса: подачу QA, напор HА, мощность NA, КПД ηА- Насос, работающий на данную систему, большую подачу, чем QA, развить не может. Для получения меньшей подачи прикрывают задвижку на напорном трубопроводе, т. е. вводят в систему добавочное со­противление h3, на преодоление которого затрачивается напор. При

этом рабочая точка сместится влево, в точку В, которой соответст­вует подача QB. Таким образом, полная высота подъема насоса Hв соответствующая точке В, состоит: Hв = Hг + Hс + h3.

Перенеся точку В на кривые Q — ηи Q — N, получаем точки d и К, характеризующие КПД и мощность насоса при данном режиме работы.