Последовательное включение насосов

В насосных установках иногда приходится с целью повышения давления устанавливать насосы последовательно, т. е. нагнетательный трубопровод одного насоса присоединяют к всасывающему патрубку следующего насоса. Таким образом, происходит сложение напоров, развиваемых насосами при выбранной производительности (рис. 2.11).

О бщая характеристика 3 насосов получается суммированием ординат (напоров) Н₁ одиночных насосов при произвольно задаваемых подачах . При работе одиночного насоса рабочей является точка С (пересечение линий 1 и 2), ей соответствует напор Н_С. При установке последовательно второго насоса рабочая точка В находится как пересечение линий 1 и 3; ей соответствует напор Н_В, который в общем случае не равен 2Н_С. Это связано с тем, что характеристика сети 1 сильно отклоняется от вертикали (удвоение напора могло бы происходить в случае строго вертикальной характеристики сети, что практически имеет место при очень большом приведенном коэффициенте сопротивления сети). В результате при увеличении напора происходит и возрастание расхода (  >  ).

Напор каждого из последовательно включенных насосов можно найти аналитически как Н_А = , а также из графика, проведя вертикаль из точки В до пересечения с характеристикой 2 одиночного насоса в точке А. Каждый из двух насосов работает с подачей  =   =  , по которой и следует находить КПД насосов. Общий КПД установки  есть отношение полезной мощности N_пол = g H_А к затраченной двумя насосами N_эф = 2g H_А/_пос, откуда нетрудно найти   = _пос.

Из двух схем подключения выбирают ту, которая обеспечивает наибольший КПД.

2.1.8. Неустойчивость работы. Помпаж

В системах, состоящих из центробежных или осевых машин, подключенных к сети, могут возникать изменения режимов, обусловленные случайными срывами вихрей с кромок лопастей, резким изменением потребляемого расхода и другими флуктуациями. Такие причины выводят систему из «равновесного» состояния. Если при снятии этих возмущающих причин система приходит в исходное состояние, то она устойчива. При определенном сочетании форм характеристик машины и сети снятие возмущений не приводит к устойчивому равновесию, и в системе возбуждаются самопроизвольные колебания подачи, напора и мощности машины, т. е. автоколебания, или помпаж. Помпаж происходит у насосов, имеющих кривую H = f ( ) с западающей левой ветвью (тихоходные центробежные насосы) или с седлообразной (осевые насосы).

Для объяснения причины помпажа рассмотрим примеры (рис. 2.12). Для насоса, имеющего падающую характеристику (рис. 2.12 а), при случайном увеличении подачи на величину d напор, необходимый для работы сети (точка 1), оказывается больше напора насоса (точка 2), сеть как бы тормозит работу насоса, и система стремится вернуться в первоначальный режим (точка А). Если же произошло случайное уменьшение подачи на величину d , то напор насоса (точка 3) превысит сопротивление сети (точка 4) и подача насоса увеличится, а режим работы вернется к точке А. Такая работа насоса называется устойчивой, а условие устойчивости имеет вид

< . (2.18)

а	б

Рис. 2.12. К анализу устойчивой работы насоса в сети: а) насос с падающей характеристикой; б) насос с седлообразной характеристикой; H₁ — характеристика насоса; H₂ — характеристика сети

Для насоса с седлообразной характеристикой (рис. 2.12 б) это условие не выполняется в точке А, поэтому режим работы в этой точке неустойчивый, а в точках В и С — устойчивый.