Послідовна і паралельна робота насосів на мережу

Спільне підключення насосів до однієї мережі використовують в тих випадках, коли потрібно суттєво збільшити продуктивність насосної установки або підвищити її напір. Можливі варіанти паралельного і послідовного з’єднання насосів. В першому варіанті збільшується подача рідини при майже незмінному напорі, в другому – напір потоку при незмінній подачі.

Паралельна робота насосів можлива при однакових напорах насосів в кожний даний момент. На рис. 4 зображені: схема паралельного з’єднання двох різних насосів, їх характеристики (криві І і ІІ), а також характеристика насосної установки .

Для отримання робочої точки потрібно побудувати сумарну характеристику цих насосів (криву І+ІІ), для чого складають абсциси (подачі ) точок кривих І і ІІ при однакових ординатах (напорах ). Точка А перетину кривих і І+ІІ буде робочою точкою.

Абсциса точки А визначає сумарну подачу обох насосів, ордината її – напір, який розвивають насоси: . Горизонтальна пряма, проведена через точку А, перетинає характеристики обох насосів в точках В і С, які є робочими точками насосів І і ІІ.

Рис. 4

Паралельне включення насосів виправдовує себе економічно лише тоді, коли характеристика насосної установки є положистою кривою.

Послідовна робота застосовується в тих випадках, коли один насос не може забезпечити потрібного напору. При цьому подача насосів однакова, а загальний напір дорівнює сумі напорів обох насосів при одній і тій же подачі.

На рис. 5 зображена схема послідовного включення двох різних насосів, характеристики яких показані кривими І і ІІ. Сумарну характеристику (крива І+ІІ) насосів одержують складанням ординат кривих напорів І і ІІ обох насосів. Перетин сумарної характеристики насосів з характеристикою насосної установки дає робочу точку А. Положення її визначає сумарний напір обох насосів при подачі . Якщо через точку А провести вертикальну пряму, то при перетині цієї кривої з кривими напорів І і ІІ отримаємо напори насосів і .

Рис. 5

Необхідно мати на увазі, що послідовне з’єднання кількох насосів менш економічне порівняно з використанням одного високо напірного насоса. Це пов’язано з тим, що загальний к.к.д групи послідовно з’єднаних насосів дорівнює добутку к.к.д кожного з насосів.

 

Умова РГР

За даними таблиці 1 побудувати головну характеристику насоса і криву .

Розрахувати криву потрібного напору Нпотр мережі, яка включає в себе всмоктуючий і напірний трубопроводи, в залежності від витрати рідини, яку перекачує насос.

Визначити робочу точку А насоса і параметри його роботи ( ) на мережу, що відповідають цій точці, корисну потужність NН і потужність, яку повинен розвивати двигун для забезпечення роботи насоса NДВ.

Визначити допустиму висоту всмоктування насоса Нвс доп, тобто ту максимальну висоту, на якій можна встановити насос відносно рівня рідини у приймальному резервуарі.

Побудувати сумарну характеристику паралельної чи послідовної роботи двох однакових насосів на ту ж саму мережу і визначити нову робочу точку цих насосів.

Визначити на який відсоток змінилась сумарна подача і корисна потужність двох насосів порівняно з роботою насоса.

Умовні позначення.

довжини всмоктуючого і напірного трубопроводів, відповідно;

- діаметри всмоктуючого і напірного трубопроводів;

- геометричний напір насоса;

- сумарні коефіцієнти місцевих втрат на всмоктуючому і напірному трубопроводах;

- густина і температура рідини;

- коефіцієнт кінематичної в’язкості рідини;

- тиск насиченої пари рідини;

- частота обертання робочого колеса насоса;

- коефіцієнт швидкохідності насоса;

- абсолютна шорсткість внутрішньої поверхні труб.

 

 

Вихідні дані для РГР

Характеристика відцентрового насоса

Таблиця 1

Q, л/с 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0
Н м 23,0 24,0 24,3 24,0 23,1 21,8 20,0 17,5 14,0
h, % 0,0 27,0 40,0 50,0 58,0 62,0 60,0 51,0 35,0

 

Таблиця 2

Вар. м м мм кг/м3 °С Ст кПа З’єдн. насос. об/хв
16,0 0,05 0,02 8,9 парал.
12,0 0,1 0,01 20,2 послід.
18,0 0,15 0,016 16,9 послід
14,0 0,3 0,012 3,9 парал.
20,0 0,2 0,008 31,5 парал.
15,0 0,4 0,018 11,7 послід
13,0 0,25 0,006 68,3 парал.
19,0 0,12 0,009 12,6 послід
14,0 0,35 0,014 5,5 парал.
22,0 0,5 0,011 9,4 послід

 

Таблиця 3

Вар. м мм мм С Зміна подачі %
8,5 10,0 4,5 +20
11,0 8,0 6,0 –25
7,0 12,0 5,0 +30
10,0 6,0 7,0 –20
6,0 9,0 5,5 +25
9,0 7,0 10,0 –30
12,0 11,0 7,5 +15
8,0 6,5 8,0 –15
10,5 8,5 6,5 –35
7,5 4,0 9,0 –20

Порядок виконання РГР

1. За даними таблиці 1 побудувати характеристику насоса і .

2. Побудувати характеристику насосної установки

, (1)

для чого розрахувати втрати напору в мережі:

, (2)

де втрати напору у всмоктуючому трубопроводі:

; (3)

втрати напору в напірному трубопроводі:

. (4)

В наведених формулах , – діаметри всмоктуючого і напірного трубопроводів відповідно; , , , – коефіцієнти гідравлічного тертя і місцевих втрат на всмоктуючому і напірному трубопроводах відповідно.

Для побудови характеристики насосної установки потрібно задатися 4...5 значеннями об’ємної витрати рідини (при цьому орієнтуватися на величини Q з табл. 1) і для кожного значення підрахувати втрати у всмоктуючому і напірному трубопроводах.

Щоб вибрати відповідну формулу для підрахування величини коефіцієнта гідравлічного тертя , для кожного значення потрібно визначити критерії Рейнольдса, які реалізуються у всмоктуючому і напірному трубопроводах:

і . (5)

При або режим течії у відповідному трубопроводі ламінарний, тому коефіцієнт гідравлічного тертя в ньому , а показник степеня .

Якщо , де – еквівалентна шорсткість стінки труби, – внутрішній діаметр труби, то коефіцієнт гідравлічного тертя підраховують за формулою і .

При і ;

при , ;

3. Характеристики насоса і мережі будують в однакових масштабах на одному графіку і визначають робочу точку насоса як точку перетину цих характеристик. Визначають параметри роботи насоса на дану мережу: подачу , напір і коефіцієнт корисної дії насоса .

4. Розраховують корисну потужність насоса і потужність привідного двигуна за формулами , .

5. За формулою

, (6)

в якій , (7)

визначають допустиму висоту установки насоса над рівнем рідини у витратному резервуарі.

6. Згідно з завданням на окремому графіку будують криву напорів сумісної роботи насосів (послідовну або паралельну), визначають нову робочу точку цих насосів на мережу і параметри ( , і ), що їй відповідають.

Вибір варіанта завдання: з таблиці 2 береться рядок, що відповідає передостанній цифрі залікової книжки, з таблиці 3 – рядок, який відповідає останній цифрі залікової книжки.

Робота оформлюється на листах формату А4, графічні побудови – на міліметрівці того ж формату.

Для зарахування РГР студент повинен її захистити перед викладачем.

 

Рецензія

На методичні вказівки і завдання для



я
  • 12
  • 13
  • 14
  • 15
  • 16
  • 17
  • 18
  • 19
  • 20
  • 21
  • 22
  • 23
  • 24
  • 25
  • 2627