Тема 1.2.Регулирование работы насосов.

1.2.1. Законы подобия. Коэффициент быстроходности.

1.2.2.Законы пропорциональности.

Вопросы:

1. Законы подобия.

2. Коэффициент быстроходности.

3. Законы пропорциональности.

1.2.1. Законы подобия. Коэффициент быстроходности.

При конструировании и эксплуатации центробежных насосов пользуются законом подобия рабочих колёс этих насосов. Различают геометрическое и кинематическое подобие рабочих колёс.

Геометрическое подобие рабочих колёс – это пропорциональность диаметра, ширины лопаток, радиусов кривизны лопаток и т.д., т.е. всех соответствующих размеров их проточной части.

Кинематическое подобие - это равенство направленных векторов скорости в сходственных точках потоков.

1). Если геометрически подобные рабочие колёса диаметром D и D1 вращаются соответственно с частотой n и n1, то при этом развиваются напоры Н и Н1, то

Н1/Н= (n1/n)²·(D/D1)

при гидравлическом КПД насоса ηо = const.

2)Если рабочие колёса подобны, то площадь выходного сечения пропорциональна D, а скорость на выходе -D²,тогда

Q1/Q = (n1/n) ·(D1/D)³,

при объёмном к.п.д. насоса ηо=const.

3)Известно, что мощность, потребляемая насосом пропорциональна произведению Q и Н, следовательно:

3 5

N1/N= (n1/n) (D1/D)

Все эти соотношения 1),2) и 3) – являются законами подобия центробежных насосов.

Эти законы применимы в тех случаях, если геометрические размеры сравниваемых насосов не отличаются более чем в 2-3 раза и если сравниваемые насосы перекачивают одинаковую жидкость.

Критерием оценки различных рабочих колёс центробежных и осевых насосов считается коэффициент быстроходности насоса n3.

Коэффициентом быстроходности насоса n3 – называют частоту вращения рабочего колеса, мин, которое геометрически подобно рассматриваемому колесу насоса и при подаче жидкости Q=75л/с обеспечивает напор Н=1м.

N3=3,65n√Qопт/Нопт34/, где

Qопт- подача в оптимальной точке характеристики насоса, м³/с,

Нопт – напор в оптимальной точке характеристики насоса, м,

n- частота вращений, мин-1.

Коэффициент быстроходности характеризует тип рабочего колеса и соотношение его основных размеров.

Международный стандарт ИСО 2548 рекомендуется вместо коэффициента быстроходности применять коэффициент, характеризующий тип насоса – это коэффициент конструкции насоса

½ ¾

k= 2πQопт (g· Н опт)

Между коэффициентом быстроходности и коэффициентом конструкции существует следующая зависимость

K=0, 00515·nЗ.

1.2.2. Законы пропорциональности при работе центробежных насосов с различной частотой вращения рабочего колеса.

Подача, напор и мощность насоса меняются в зависимости от изменений частоты вращения его рабочего колеса.

Подача насоса изменяется пропорционально радиальной составляющей скорости на выходе из рабочего колеса:

Q/Q1= (u2r/u2r´) · (ηo/ηo´) где

ηo и ηo ´ - объёмные к.п.д. насоса при частоте вращения соответственно n и n1/

Так как u2r и u2r´соответственно пропорционально частоте вращения рабочего колеса n и n1 , то

Q/Q1= (η/η1)·(ηo/ηor)

При изменении частоты вращения менее чем на 50% объёмный к.п.д. можно принимать постоянным и тогда

Q/Q1= n/n1

Напор, развиваемый насосом, изменяется пропорционально квадрату частоты вращения рабочего колеса:

Н/Н1=(n/n1)³

Мощность, потребляемая насосом, изменяется пропорционально кубу частоты вращения рабочего колеса:

N/N1= (n/n1)³

Соотношения, описывающие зависимость расхода, напора и мощности от частоты вращения рабочего колеса насоса, называются законом пропорциональности.

Этот закон также распространяется и на допустимый кавитационный запас,т.е.

Δ hдоп./Δhдоп1=(n/n1)²

Контрольные вопросы:

1. Законы подобия.

2.Коэффициент быстроходности.

3.Законы пропорциональности.

УРОК №9.

1.2.3.Способы регулирования работы центробежных насосов.

1.2.4.Параллельная работа насосов.

1.2.5.Последовательная работа насосов.

Вопросы:

1. Способы регулирования работы центробежных насосов.

2. Параллельная работа насосов ( графики ,условия работы).

3. Последовательная работа насосов ( графики ,условия работы).

1.2.3. Способы регулирования работы центробежных насосов.

1) Законы подобия применяют в случаях, когда необходимо изменение подачи насоса путём изменения частоты вращения ротора насоса.

2). Уменьшить подачу и напор насоса можно также путём подрезки (обточки) рабочего колеса насоса. При этом используют следующие формулы:

Нот/Н = (Dот/D)²

Qот/Q= (Dот/D) ²,

Нот и Qот – соответственно напор и подача при отточенном рабочем колесе.

Dот- диаметр рабочего колеса после отточки.

Причём,при n3< 150 при изменении зазоров, точный результат можно получить по следующему соотношению:

Qот/Q= Dот/D.