17. Совместная работа нагнетателя и сети. Рабочая точка.

Рассмотрим систему, состоящую из нагнетателя 1, трубопро­водной сети 2 и емкости 3, в которой задвижкой 4 поддержива­ется постоянное статическое давление (рис. 2.15). В этом случае нагнетатель преодолевает статическое давление и сопротивле­ние системы трубопроводов, вызванное вязкостью перемещае­мой среды.

Рис.2.15 Схема гидросистемы нагнетатель – сеть

Предположим, что работа системы ста­ционарна, т.е. неизменна, независима от времени. Основное условие стационар­ности: энергия, сообщаемая нагнетате­лем потоку рабочего тела, равна энергии, затрачиваемой потоком на преодоление статического давления и сопротивления системы. Если это положение не соблю­дается, то очевидно, происходит или раз­гон потока, или замедление его, т.е. име­ет место нестационарность.

Запишем условие стационарности работы системы в форме уравнения сохранения удельной энер­гии потока:

,

где – потери энергии в системе трубопроводов, вычислен­ные на 1 кг массы потока.

Из этого равенства при и , следует

, где . Имея в виду, что , можно за­писать

.

Течение рабочего тела в проточной полости нагнетателя и тру­бопроводах сети обычно турбулентно и , поэтому .

Следовательно

. (2.15)

где a – коэффициент пропорциональности, оценивающий пневмо- или гидромеханические качества системы.

Левая часть этого уравнения зависит от подачи нагнетателя и является напором, который развивает нагнетатель.

Правая часть – напор, необходимый в системе для поддержа­ния статического давления и компенсации потерь напора в ней.

Изобразим правую часть уравнения (2.15) графически в систе­ме Q – H (рис. 2.16). Полученную квадратичную параболу называ­ют характеристикой трубопроводной системы.

Нагнетатель любого данного типоразмера обладает опреде­ленной формой напорной характеристики Q – Н. Построив такую характеристику А, получим точку а пересечения характеристик, называемую рабочей точкой системы.

Точка а определяет режим работы системы и, следовательно, рабочие параметры Q – H.

Рис.2.16. График совместной работы нагнетателя и трубопроводной системы

Положение точки в системе с данным типоразмером нагне­тателя может изменяться в зависимости от формы и положения характеристики системы. Например, если вводить в систему дополнительное сопротивление и повышать статическое дав­ление в емкости 3 (см. рис. 2.15), уменьшая пропуск рабочей сре­ды через запорное устройство 4, то характеристика сети расположится выше и будет более крутой (штриховая кривая), рабочая точка займет новое положение подача нагнетателя умень­шится, напор возрастет.

Изложенный графический метод удобен и широко использу­ется в практике проектирования для выбора нагнетателя и ана­лиза работы системы с нагнетателями.

18. Что такое помпаж?

помпаж - автоколебание расхода, давлений, мощности при работе гидравлических и газовых систем

В гидравлических и газовых системах, состоящих из динами­ческих нагнетателей, трубопроводов и емкостей, могут возник­нуть явления неустойчивости, вызванные рядом причин: изме­нением частоты вращения вала нагнетателя, срывом потока с лопастей, быстрым изменением расхода потребителями и т.п. Такие проявления неустойчивости при снятии возмущающей причины могут исчезнуть, и система будет работать равновесно, устойчиво. В других случаях, при наличии в системе неблаго­приятных факторов, возникшая неустойчивость не исчезает и самопроизвольно системой поддерживается с нарастанием амплитуды колебаний подачи, давления, мощности нагнетателя. Такие режимы называются помпажем.