8.2. Дросселирование

Дросселирование при n = const – самый неэкономич­ный, но, к сожалению, весьма распространенный способ регулирования. Он заключается в искусственном вве­дении в сеть дополнительного сопротивления в виде шибера 2, дроссель-клапана или других подобных элементов. Так как сопротивление сети при этом увеличи­вается, то характеристика сети становится более крутой и рабочая точка передвигается из положения А (рис. 8.1 а) по характеристике нагнетателя влево вверх, занимая последовательно положения Б, В и т. д. и определяя тем самым новые значения параметров ра­боты. Поскольку наибольшая подача достигается при полностью открытом шибере, то такой способ регулирования применяется только с целью уменьшения по­дачи.

Рисунок 8.1 – Схема регулирования радиального вентилятора путем дросселирования

На рис. 8.1 а видно, что при дросселировании уменьшается мощность на валу машины и вместе с тем повышается доля энергии, расходуемой при регулирова­нии (бесполезные потери давления на шибере – Δр_Ш). Поэтому оно неэкономично. Чем более глубоко осуще­ствляется процесс регулирования, тем более непроизво­дительны затраты мощности.

Эффективность дросселирования (уменьшение мощ­ности) в большой степени зависит от формы лопаток рабочего колеса нагнетателя I. Например, для совре­менных вентиляторов с загнутыми назад лопатками снижение подачи на 40 % приводит к снижению КПД с 85 до 20 – 30 %. Снижение мощности составляет лишь 15 % от первоначальной. Для вентиляторов с лопатка­ми, загнутыми вперед, и с более низким максималь­ным КПД при той же глубине регулирования КПД снизится до 35 – 37 %. Снижение мощности достигает при этом 40 %. Все же и в этом случае экономичность регулирования весьма мала, так как развиваемое дав­ление в основном срабатывается на дросселе.

Изменение характеристики сети и подачи вентилятора для степени открытия шибера 5 = 100; 80; …, 0 % (полное закрытие) показано на рис. 8.1 а. На рис. 8.1 б показана зависимость расхода в сети от степе­ни открытия шибера: L = f(s). Таким образом можно плавно изменять расход в диапазоне от L_max до 0.

При регулировании центробежных насосов, подаю­щих воду, дросселирующее устройство нужно распола­гать на напорном трубопроводе, так как если устано­вить его на всасывающем трубопроводе, то при регулировании могут возникать кавитационные явления в потоке и нарушение нормальной работы насоса.

8.3. Регулирование перепуском

Регулирование перепуском применяется для центро­бежных насосов. Действие перепуска показано на рис. 8.2.

Рисунок 8.2 – Схема регулирования центробежного насоса с помощью перепуска

Здесь слева отложен пучок характеристик, представляющих зависимости расхода перепуска от сте­пени открытия задвижки (0; 25; 50; 75 и 100 %) и на­пора H. Когда задвижка 2 закрыта, то воздействие от­вода на работу насоса отсутствует и подача равна Q_A = Q_max. Открытие задвижки как бы смещает харак­теристику насоса влево на величину ΔQ перепуска. В ре­зультате получаем зависимости H – Q для любых значе­ний степени открытия задвижки. Как видно, с открытием задвижки полезный напор, создаваемый насосом I, уменьшается, расходная зависимость Q = f(s) имеет вид плавной кривой (рис. 8.2 б) и обеспечивает измене­ние расхода от Q_max До 0 (отвод при этом должен иметь достаточно большую пропускную способность).

Как было показано ранее, при отсутствии закручивания потока на входе в рабочее колесо урав­нение Эйлера можно написать в виде

В правую часть уравнения входят четыре па­раметра, следовательно, принципиально возможны че­тыре способа регулирования путем изменения характе­ристики нагнетателя.

Следует отметить, что способы регулирования, осно­ванные на изменении диаметра колеса путем плавного изменения радиальной длины лопаток и изменения угла выхода потока из колеса в результате поворота конце­вых участков лопаток или лопаток целиком, практиче­ского применения пока еще не нашли.