Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [ 20 ] 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

ТАБЛИЦА 3.2

По данным табл. 3.2 строим характеристику Q-Я (кривая аЬАс).

Оптимальный КПД соответствует расчетной подаче, поэтому насос следует подбирать так, чтобы рабочая подача соответствовала максимальному или близкому к максимальному значению КПД. Желательно, чтобы отклонения КПД насоса, выбранного для заданного-режима работы, составляли не более 5-10% максимального КПД.

Пространство (см. рис. 3.6), заключенное между характеристиками Q-Я для полного колеса и Qcp-Яср для максимально срезанного колеса и извилистыми линиями, соответствующими подачам при рекомендуемых отклонениях КПД, называется полем работы насоса.

В каталогах-справочниках приводятся сводные графики полей работы насосов различных типов. По этим графикам удобно подбирать насосы на заданный режим работы (см. приложения III-IX).

§ 17. НЕУСТАНОВИВШИЕСЯ И ПЕРЕХОДНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ НАСОСОВ

Экспериментальные исследования показывают, что у центробежных насосов с коэффициентом быстроходности ns<ClO0 наибольший напор достигается при некоторой промежуточной подаче и затем начинает падать. Такие насосы обеспечивают устойчивую работу системы при условии Яст<Яо(Яст - геометрическая высота подъема воды; Яо - напор насоса при Q=0).

Рассмотрим режим работы насоса 14Д-6 (имеющего восходящую характеристику) с характеристикой Q-Ятр. Пусть характеристика Q-Ятр пересекает характеристику Q-Я насоса в двух точках: А-на восходящей ветви и Б - на падающей ветви (рис. 3.7). В обеих реж.имных точках имеются все условия материального и энергетического равновесия системы «насос-.водоводы». При увеличении подачи на величину AQa вследствие кратковременного понижения требуемого напора в водоводах Ятр возникает отрицательная разность напоров АЯ= Ятр-Я<0.

Избыток напора в системе Я по сравнению с требуе мым Ятр вызывает увеличение кинетической энергии жидкости в системе, скорость движения и подача возрастают, что ведет к отклонению системы от равновесия в точке А и затем к выпадению системы из равновесия.

Q,j>/c

Рис. 3.7. Кривые неустановившейся работы яасоса

Предположим, что система «насос - водоводы» работает в режиме Б. В этом случае возникает положительная разность напоров

ДЯ = Ятр -я>о.

Недостаток напора в системе Я по сравнению с требуемым Ятр может быть компенсирован только за счет кинетической энергии жидкости в системе. Скорость движения жидкости при уменьшении Я падает, подача уменьшается, в результате чего достигается равновесие системы.

Следовательно, критерием устойчивой работы системы является знак разности напора ДЯ при увеличении подачи. Математическим критерием устойчивой работы в режимной точке является выполнение неравенства

dHrpdH

dQ dQ

Неустановившийся режим работы насоса недопустим по соображениям надежности работы всей системы. Поэтому при выборе насоса нужно стремиться к тому, чтобы заданный режим работы насоса лежал в поле рекомендуемой работы насоса.

В настоящее время в СССР уделяется большое внимание разработке конструкций насосов с /гз<1СЮ с целью получения непрерывно падающих характеристик.

ГЛАВА 4

СОВМЕСТНАЯ РАБОТА НАСОСОВ И СЕТИ

§ 18. ХАРАКТЕРИСТИКА ТРУБОПРОВОДА И ФАКТИЧЕСКАЯ ПОДАЧА НАСОСА

Работа насоса и трубопровода связайа следующими зависимостями:

= /(Q); "

где Я - напор насоса;

. Q - подача воды насосом; .

- уровень воды в баке водонапорной башни; q - расход воды в системе; h-из - гидравлическое сопротивление коммуникаций насосной станции, водоводов и сети. Аналитический расчет режимной точки работы насоса довольно трудоемкий процесс, так как приходится оперировать четырьмя переменными величинами, которые находятся между собой в функциональной зависимости.

При расчете системы «насос - водопроводная сеть» используют ме тод последовательного приближения или производят расчет на элект ронно-вычйслительных машинах. Однако эти вычисления не дают наг лядностй, анализ работы насоса весьма затруднен.

В практике проектирования и анализа режимов работы насосов ши роко применяется метод графо-аналитического расчета совместной ра боты системы «насосы-сеть».

Требуемый напор для подачи воды потребителю

где /zw.Bc - потери напора во всасывающей линии;

hw,u-потери напора в нагнетательной линии от насоса до точк присоединения водоводов; го.тр - потери напора в водоводах и сети.

Потери hw,n и hw,xv> как правило, объединяют, т. е. /1н=,н+Лг»,тр-

Насосы в системе работают в соответствии с характерной для них зависимостью между Q r Н, т.е. график работы насоса определяется его рабочей характеристикой Q-Я. Для построения графической характеристики Q-Ятр системы подачи и распределения воды воспользуемся известными уравнениями гидравлики.

Потери напора в трубопроводах складываются из потерь на преодоление трения при движении жидкости по трубопроводу hi и потерь на преодоление сопротивлений в его фасонных частях (местных сопротивлений) м, т. е.

h = hi + h„. , . (4.2)

Гидравлические потери по длине трубопровода могут быть определены по формуле

hi= X - - или hi = k

D 2 g D6

где I - длина трубопровода;

D - расчетный внутренний диаметр трубы; V - средняя скорость движения воды; Q - подача;

g - ускорение свободного падения; Хе k - коэффициенты потерь напора.

Для определения потерь напора по длине трубопроводапри построении его характеристики Q-Ятр удобно воспользоваться формулой

hi=~SQ\ . (4.3)

где 5 - сопротивление, трубопровода; 5 = 5,о/ (5о - удельное сопротивление; приложение II).

Исследования Ф. А. Шевелева показали, что пропорциональность сопротивлений квадрату pacxoft при движении воды по трубам при ско- рости менее .1,2 м/с нарушается и в значения удельных сопротивлений необходимо вводить поправку.

Скорости движения воды принимают в зависимости от диаметра трубопровода (табл. 4.1).

- ТАБЛ.ИЦА 4.11

Местные сопротивления вычисляют по формуле

где - коэффициент местных сопротивлений (приложение I); V - средняя скорость движения жидкости по трубопроводу. Значения потерь напора в коммуникациях, вычисленные по формуле (4.2), весьма значительно расходятся с экспериментальными данными. Исследования гидравлических сопротивлений в коммуникациях насосной станции показывают, что отклонение фактических потерь напора от расчетных зависит от вида и взаимного расположения местных сопротивлений, а также от расстояния между ними.

Шевелев Ф. А. Таблицы для гидравлического расчета стальных, чугунных, асбестоцементных и цластмассовьгх водопроводных труб. Изд. 4. М.. Стройиздат, 1970.

3 Зак. S21 65