Билет №6

2. Классификация центробежных насосов по коэффициенту быстроходности

В настоящее время производят огромное количество насо­сов самых различных типов. Для сравнения различных типов насосных колес в теории цен­тробежных насосов применяют коэффициент быстроходности ns, который позволяет объеди­нять различные колеса в группы по признаку их геометрического подобия При конструировании и эксплуатации центробежных насосов пользуются законами их подобия и в первую очередь законом подобия рабочих колес этих насосов. Различают геометрическое к кинематическое подобие рабочих колес. Геометрическое подобие рабочих колес означает пропорциональность всех соответственных размеров их проточной части (диаметра, ширины лопаток, радиусов кривизны лопаток и т. п.) Кинематическое подобие предполагает одинаковые направления векторов скорости в сходственных точках потоков H1 Пользуясь формулой (2.56) и принимая во внимание, что скорости u2 и v2 пропорциональны диаметру рабочего колеса D, можно найти  (1-12) Обычно применяют следующую классифи­кацию рабочих колес центробежных  насосов: 1)   тихоходные,  ns = 50-100; 2)   нормальные, ns = 100-200; 3)   быстроходные, ns = 200-350. Для грунтовых насосов nsвыбирают в пре­делах от 60 до 150, т. е. в этой области насосостроения (применяются тихоходные и нор­мальные колеса. ГОСТ 9075-63 на центробеж­ные грунтовые насосы, введенные в действие с 1/1 1965 г., предусматривает применение ра­бочих колес с быстроходностью 60, 80 и 120.

Выбор основного насосного оборудования производят в следующем порядке: принимают тип и количество рабочих агрегатов, выбирают марку насоса, при необходимости изменяют его характеристики (путем обточки рабочего колеса или изменения частоты вращения), выбирают электродвигатель к насосу, определяют допустимую высоту всасывания и отметку оси насоса.

При выборе типа насосов и числа рабочих агрегатов необходимо учитывать следующие условия:

• - число рабочих агрегатов одной группы должно быть не менее двух;

• - необходимо устанавливать как можно меньше рабочих насосов;

• - насосы должны работать в области наивысших КПД;

• - целесообразно устанавливать насосы одного типоразмера;

• - подача насосов должна быть достаточной для обеспечения максимального расхода.

Количество резервных агрегатов принимается в зависимости от категории надежности станции и числа рабочих агрегатов (табл. 16.1). В число рабочих агрегатов включаются и пожарные насосы.

Таблица 16.1

Число резервных агрегатов водопроводных насосных станций

Число рабочих агрегатов	Число резервных агрегатов на станциях категорий
	I	II	III
До 6	2	1	1
7-9	2	1	-
10 и более	2	2	-

На насосных станциях I подъема, работающих равномерно, целесообразно устанавливать не менее двух однотипных рабочих насосных агрегатов и один или два резервных. На заглубленных насосных станциях рекомендуется применять вертикальные центробежные насосы типа В или осевые насосы типа О, на станциях малой и средней производительности в основном применяют горизонтальные центробежные насосы двустороннего входа типа Д или консольные типа К и КМ. На насосных станциях II подъема, работающих по ступенчатому графику, можно устанавливать группы разнотипных насосов типов Д, В, К, КМ.

Назначив количество рабочих насосов n_н, определяется подача одного насоса:

Q_н = Q_ч/n_н, м³ч.(16.15)

Определив расчетные напор Н_н и подачу Q_н, по сводным графикам полей насосов соответствующего типа (рис. 16.5, 16.6, 16.7) выбирают ближайший подходящий насос. Рабочие зоны каждой марки представлены на графике в виде криволинейных параллелограммов, верхняя линия которых соответствует характеристике Q-H при номинальном размере рабочего колеса насоса, а нижняя - характеристике при максимально допустимой срезке рабочего колеса. Определив марку насоса, по его паспорту или каталогам делают выкопировку чертежа и характеристик. Характеристики представляют собой графические зависимости напора, КПД, мощности и допустимого кавитационного запаса от подачи насоса.

Напор H_н, определенный по графику при подаче Q_н, должен быть равным или не более чем на 10% превышать требуемый напорH_н. Если это условие не обеспечивается, прибегают к изменению частоты вращения или к обточке рабочего колеса насоса.

Максимально возможную подачу одного насоса при отключении остальных ориентировочно можно определить по формуле:

Q_м = k_мQ_н, м³/ч(16.26)

где Q_н -подача при включении всех рабочих агрегатов, k_м - коэффициент, учитывающий увеличение подачи одного насоса при отключении остальных, определяемый в зависимости от числа рабочих насосов:

Отметка оси насоса определяется в зависимости от принятой схемы его расположения: под залив или с положительной высотой всасывания.

Насосы, устанавливаемые под залив, располагаются так, чтобы верх корпуса находился на 0,3-0,5 м ниже минимального уровня воды в водоприемном колодце или резервуаре чистой воды. При схеме расположения с положительной высотой всасывания отметка оси насоса определяется по формуле:

z_нас = z_мин + H_геом^доп, м,(16.27)

где z_мин - минимальный уровень воды в водоприемном колодце или резервуаре чистой воды, м;; H_геом^доп - допустимая геометрическая высота всасывания насоса.

Допустимая геометрическая высота всасывания лопастных насосов определяется по формуле:

H_геом^доп = 

pa

ρg

 - 

pпaр

g

 - Δh^доп - h_в.в, м,(16.28)

где р_a - атмосферное давление, Па; р_пaр - давление насыщенных паров воды, Па; Δh^доп - допустимый кавитационный запас, принимаемый по характеристике насоса, м.

Если в характеристике насоса указана допустимая вакуумметрическая высота всасывания, то допустимая геометрическая высота всасывания рассчитывается по следующей формуле:

H_геом^доп = H_вак^доп = - 

vвх2

2g

 - h_в.в - H_зап, м,(16.29)