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