3 Регулирование подачи изменением гидравлического сопротивления магистрали (регулирование задвижкой)

При перекачке жидкости режим работы насоса может быть переменным вследствие изменения уровня жидкости в резервуарах; изменения подачи продукта в различные времена года и суток; изменения технологического режима.

Характеристика сети (трубопровода) в координатах Н-Q представляет параболу (рис.3, кривая 2), построенная с учетом статического напора Н_ст.

Если нанести на характеристику насоса Н−Q характеристику магистрали Н=f (Q²), то рабочий режим насоса соответствует точке пересечения этих кривых (рис.4, т.1)

Точка 1 называется рабочей точкой насосной трубопроводной системы. При изменении характеристики сети (увеличение или уменьшение гидравлического сопротивления) рабочая точка автоматически перемещается по кривой Н−Q насоса, характеризуя изменения его режима (рис.4, т.2).

Этим свойством насосных установок пользуются, для регулирования подачи, искусственно изменяя сопротивление сети путем прикрытия или открытия запорного устройства на линии нагнетания.

Рис.4 Характеристики насоса (1, 2) и магистрали (3, 4)

Изменяя положение задвижки, можно получить любую подачу от значений Q₁ до нуля (см. рис.4). Уменьшение подачи с Q₁ до Q₂ сопряжено с изменением КПД насоса, а также увеличением потерь на задвижке. Поэтому при регулировании задвижкой следует учитывать экономическую целесообразность данного способа.

Полный напор насоса при Q₂ < Q₁ будет складываться из геодезической высоты подъема Н_ст, потерь напора в трубопроводе Н_т и на задвижке Н₃:

.

где Р₂ –мощность за задвижкой; Р_н – потребляемая насосом мощность.

Мощность, потребляемая насосом в соответствии с рис.4, кВт, рассчитывается по формуле:

;

мощность за задвижкой, кВт:

,

где − напор на выходе насоса; – напор за задвижкой.

Потери на задвижке

.

При этом КПД насосной установки при регулировании определяется по формуле

,

Дросселирование, является наиболее простым и самым распространенным способом регулирования, но предполагает существенные потери энергии. Доля этих потерь оказывается примерно пропорциональной глубине регулирования давления.

Глубина регулирования отражает отношение падения напора на задвижке к напору, развиваемому насосом Н₂.(Рис 4):

.:

Потери на задвижке через глубину регулирования представляется в виде

.

Зоной оптимального регулирования для насоса в соответствии с рис.2 является зона подачи Q_p, которую следует определять для каждого насоса в отдельности по изменению КПД насоса от _р = _max до _р = 0,8_max.

При дросселировании на насосах с восходящим участком характеристики может иметь место неустойчивый режим, если рабочая точка в результате роста сопротивления в сети или в задвижке перейдет «горб» характеристики.

Изменение подачи задвижкой на всасывающей линии производят в исключительных случаях, поскольку уменьшение подачи увеличивает высоту всасывания и создает нежелательные по условиям кавитации режимы работы насоса.