Расчёт химического трубопровода, подбор насоса и режимов его работы. 6 Способы регулирования режимов работы насоса и их анализ
![]()
|
6 |
Q, л/с | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 |
∑hвс, м | 0 | 0,004 | 0,015 | 0,031 | 0,054 | 0,081 | 0,114 | 0,153 |
∑hн, м | 0 | 0,149 | 0,507 | 1,036 | 1,720 | 2,707 | 3,773 | 5,003 |
HП, м | 26 | 26,1 | 26,5 | 27,0 | 27,7 | 28,8 | 29,9 | 31,2 |
n = 0,9; ξ = 0,11
Таблица 6.2
Q, л/с | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 |
∑hвс, м | 0 | 0.004 | 0.015 | 0.032 | 0.055 | 0.083 | 0.117 | 0.156 |
∑hн, м | 0 | 0.170 | 0.575 | 1.175 | 2.085 | 3.136 | 4.384 | 5.828 |
HП, м | 26 | 26,2 | 26,6 | 27,1 | 27,8 | 28,9 | 30,2 | 30,7 |
n = 0,8; ξ = 0,31
Таблица 6.3
Q, л/с | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 |
∑hвс, м | 0 | 0.004 | 0.015 | 0.032 | 0.055 | 0.083 | 0.117 | 0.156 |
∑hн, м | 0 | 0.170 | 0.577 | 1.180 | 2.094 | 3.149 | 4.404 | 5.856 |
HП, м | 26 | 26,2 | 26,6 | 27,1 | 27,9 | 29,0 | 30,5 | 31,1 |
Наносим характеристики системы при различных степенях закрытия задвижки (рис. 6.1).
![](663984_html_6aea55bb7a8662fd.jpg)
Рисунок 6.1 – Характеристики насоса и дроссельные кривые
![](663984_html_d8c00163f01eddc9.jpg)
Рисунок 6.2 – Увеличенный участок характеристика у рабочей точки
Необходимо методом интерполяции установить значение степени открытия задвижки, при котором будет обеспечен необходимый коэффициент местных сопротивлений.
Определим степень открытия задвижки:
![](663984_html_24b6e3ea8332be7d.gif)
Определим коэффициент сопротивления:
![](663984_html_f49f6568062c6bba.gif)
В результате получим, что для обеспечения необходимого расхода QП = 21 л/с степень закрытия задвижки должна быть n = 0,83 (ξ = 0,249).
Регулирование работы насоса дросселированием вызывает дополнительные потери энергии, что снижает КПД насоса. Но, благодаря тому, что это простой способ регулирования, он нашел широкое применение и распространение на практике.
6.2 Регулирование изменением частоты вращения
Изменение частоты вращения насоса ведет к изменению его рабочих характеристик и, таким образом, к изменению рабочего режима. Регулирование изменением частоты вращения требует применения электродвигателей с переменной частотой вращения.
Для определения частоты вращения nп, при которой будет обеспечиваться необходимый напор QП строим параболу подобных режимов по уравнению H = k·Q², где k – постоянная параболы, а Q – бегущий расход. Поэтому сначала по данным табл. 5.1 строим все характеристики насоса, а также характеристику работы насоса на один нагнетательный трубопровод по данным табл. 5.3. Затем отмечаем на оси расходов значение QП и проводим вертикальную линию до пересечения ее с характеристикой трубопровода (мы получим пункт П с параметрами QП = 21 л/с и HП= 29 м). По параметрам этого пункта определяем значения постоянной параболы подобных режимов k:
![](663984_html_82bd75a29b2909db.gif)
Зная значение k и задаваясь значениями Q в границах характеристики выбранного насоса (табл. 5.1), по уравнению H = k·Q² определяем координаты пунктов параболы подобных режимов. Результаты расчетов представлены в таблице 6.6.
Таблица 6.4
Q, л/с | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 |
HП, м | 0 | 1.1 | 4.2 | 9.5 | 16.8 | 26.3 | 37.9 | 51.6 |
Эти значения откладываем на графике и получаем характеристику параболы подобных режимов (рис. 6.3), которая пересекает характеристику насоса в точке В с координатами QВ = 21,1 л/с и НВ = 29,3 м.
![](663984_html_a132d28d7201535.jpg)
Рисунок 6.3 – График характеристик параболы подобных режимов
Так как пункты П и В находятся на одной параболе подобных режимов, то режимы, которые им соответствуют, подобны (это следует из теории гидравлического подобия центробежных насосов), и для них справедливы равенства:
![](663984_html_a64b083e0d0f787c.gif)
Из данных формул находим новую частоту вращения насоса nП, при которой будет обеспечен необходимый расход QП = 21 л/с:
![](663984_html_56eda490b8953479.gif)
Делаем перерасчет значений Н и N (значения берем из табл. 5.1) на новую частоту вращения nП при η = const и расчеты сводим в таблицу 6.6
Таблица 6.5
H, м | 32 | 32.2 | 32.4 | 32 | 31.5 | 30 | 27.5 | 25 |
HП, м | 31.7 | 31.9 | 32.1 | 31.7 | 31.2 | 29.7 | 27.2 | 24.8 |
N, кВт | 2.8 | 4.9 | 6 | 7 | 7.7 | 8.2 | 9.1 | 9.5 |
NП, кВт | 2.7 | 4.8 | 5.9 | 6.9 | 7.6 | 8.1 | 9.0 | 9.4 |
Q, л/c | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 | 28 |
QП, л/с | 0.0 | 4.0 | 8.0 | 11.9 | 15.9 | 19.9 | 23.9 | 27.9 |
По полученным данным строим графические зависимости HП= f(Q) и NП = f(Q) при новой частоте вращения (рис. 6.4).
![](663984_html_a5c6ff909bad346.jpg)
Рисунок 6.4 – Графические зависимости HП = f(Q) и NП = f(Q) при частоте вращения n = 2886 об/мин (сплошные линии) и характеристики насоса до регулирования (штриховые линии)