Регулирование подачи насосной установки методом дросселирования.

Для регулирования подачи центробежного (лопастного) насоса методом дросселирования в трубопроводе устанавливается дроссель с изменяемым сопротивлением (задвижка, вентиль).

При изменении открытия дросселя изменяется характеристика установки (крутизна характеристики трубопровода) и рабочая точка перемещается по заданной характеристике насоса (рис.11). Этот способ регулирования подачи связан с дополнительными потерями энергии в дросселе, но он прост и широко применяется.

Рис.11. Регулирование насосной установки дросселированием

При экспериментальном определении характеристик центробежного насоса, лабораторная работа №3, использовался этот метод.

Регулирование подачи с использованием обводной линии.

 

На рис.12 приведён пример использования обводной трубы, по которой жидкость перепускается из напорной линии во всасывающую.

Предположим, что обводная труба закрыта. Совместная характеристика установки и насоса даёт рабочую точку А₁ с напором Н_А1 и подачей Q_А1. Подача соответствует заданному значению, а напор слишком велик. Обводная труба имеет меньший статический напор и ее характеристика проходит ниже характеристики установки. Поэтому при открытии вентиля на обводной трубе подача насоса прежде всего пойдет по обводной трубе из-за меньшего сопротивления. Задача заключается в том, чтобы получить рабочую точку А, в которой напор Н_нА и подача Qн_А. Подобраться к точке А можно изменяя характеристики установки и обводной трубы путём дросселирования вентилями, установленными в них.

1. Задаётся характеристика насоса и величина потребного расхода Qн.

2.Откладывается Нст и строится характеристика установки (без обводной трубы)

hуст= Нст+h_AD.

3.Строится характеристика обводной трубы   h= h_CFB.

4. Строится совместная характеристика трубопровода h_AD+h_CFB (складываются абсциссы). При построении совместной характеристики следует обратить внимание, что на участке 1-2 напора работает  только характеристика трубы CFD (это значит, что ее сопротивление на этом участке меньше сопротивления установки и через нее пойдет подача насоса), выше на участке 2-3 работают обе  трубы: AD и CFD. Поэтому их совместная характеристика состоит из участка CFB(1-2) и суммы CFB+AD.  

5. Находится рабочая точка А: пересечение характеристики h_AD+h_CFB с характеристикой насоса, находятся значения   Н_А и Q_А.

6. Проводится линия Нн параллельная оси абсцисс, при пересечении ее с характеристикой   h_CFB =f(Q) находится т.В, в которой определяется расход перетечки q через обводную линию и расход в линии СD – Q. Qн = q + QА.

Затем процедура повторяется, если значение расхода, попадающего в напорную линию не соответствует заданному, поскольку изменяя прикрытие дросселя, можно изменять и характеристику обводной трубы h= h_CFB.

Рис.12. Регулирование подачи с использование обводной линии.

Мощность насоса.

 Мощность насоса определяет объем жидкости Q=W/T, который нужно перекачать за время T в резервуар на высоту на высоту нагнетания

Ннг= Нн+Нвс

При потерях в напорном трубопроводе Σh_Н, во всасывающем трубопроводе Σh_ВС.

Напор насоса     

 ,

Рис.13.

 Определение мощности насоса

где Ннг=Нвс+Нн – высота нагнетания, Σh_ВС, Σh_Н – величина потерь на всасывании и на нагнетании, Р_и2/ρg - давление в приёмном резервуаре, Р_и1/ρg - давление в питающем резервуаре. Мощность насоса

N=ρg*Hн*Q.

Приложение 1.

Рекомендации фирмы «Грундфос» по номинальным потерям в трубах.

Размер трубы	Объем воды, л/м	Внутрен- ний диаметр,мм	Расход, м3/с
			0,1	0,5	1,0	1,5	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0
3/8”	0,12	12,5	79	1459
1/2”	0,2	16	24	445	1563
3/4”	0,37	21,6	6	105	369	769	1269
1”	0,58	27,2	2	35	122	254	427	892	1502
11/4”	1,01	35,9	0	9	32	67	112	234	395	592	824
11/2”	1,37	41,8	0	4	15	32	54	113	190	285	369
10*1	0,05	8,0	602	-	-	-	-	-	-	-	-
12*1	0,08	10,0	209	3499	-	-	-	-	-	-	-
15*1	0,13	13,0	60	1006	-	-	-	-	-	-	-
18*1	0,20	16,0	22	375	-	-	-	-	-	-	-
22*1	0,31	20,0	8	130	437	890	1473	-	-	-	-
28*1	0,49	25,0	3	45	151	308	510	1038	-	-	-

 

Приложение 2.

Задачи на тему: Работа насосов на сеть

№14.1нср	Вариант №____
Центробежный насос перекачивает жидкость из бака в бак. Определить: потребный напор и давление в сечении 1-1.	№ h1 h2 d1 d2, l1 l2, M Q   м кПа м^3/с 1 1 4 0,4 0,3 5 20 10 0,15 2 1 5 0,4 0,3 5 20 10 0,15 3 1 6 0,4 0,3 5 20 10 0,15 4 1 7 0,4 0,3 5 20 10 0,15 5 1 8 0,4 0,3 5 20 10 0,15 Учитывать местные сопротивления: фильтр и вентиль. ρ =1000кг/м^3, g=9,81м/с^2, λ1=0,014, λ2=0,015, ζф=2, ζв=5, Q=0,15м^3/с, ζвых=1
1) Определить статический напор установки Нст. 2.1) Определить к-т ζвс сопротивления всасывающего трубопровода относительно d1. 2.2) Определить к-т ζн сопротивления напорного тр-да отн.d2. 2.3) Определить ζсум суммарный коэффициент относительно d2. 3) Определить к-т установки  в характеристике трубопроводной установки.   4) Определить потребный напор насоса Нн в м. 5) Определить величину давления Р1 в сечении 1-1 всасывающего патрубка в м и в кПа.

0. Записываем уравнение Б, для 0-0 и 2-2

1.1Определение статического напора установки

2.1.К-т сопротивления всасывающего трубопровода относительно d₁.

 2.2.К-т сопротивления напорного трубопровода относительно d₂.

2.3. Суммарный коэффициент сопротивления относительно диаметра d₂.

3. Коэффициент k в «характеристике установки» для определения потребного напора

3.1. Ур. Б. через расход (простой трубопровод) для поверхностей 0-0 и 2-2, скоростной напор не учитывается! 

4. Напор насоса. Определение рабочей точки.

5. Давление во всасывающем патрубке. Определение напора и давления в сечении 1-1. 

 

5.1.Ур. Б. для 0-0 и 1-1. z₀=0, p₀=M,V₀=0, z₁=h₁=1м, V₁= Q/f₁.

λ	λ	ζвс	ζв	ζвых	Q	f1	f2
					м3/с	м^2	м^2
0,014	0,015	2	5	1	0,15	0,126	0,071

 

№	Нст		(λ*l1)/d1		ζd1		(λ*l2)/d2		ζd2		ζсум
	м
1	1,98		0,17		2,17		0,99		6,99		7,68
k		h1		h2		Σh		Нн		Р1		h1
								м		кПа
78,4		0,16		1,61		1,76		3,74		18,26		1,86

 Полный напор в последней 7-й точке.

Нн=Н₆-h₆-Н_ст.

 

№14.2нср	Вариант №____
Задан Q. Определить напор насоса Нн и давление в сечении 1-1.	№ h1 h2 d1 d2, l1 l2, M Q   м кПа м3/с 1 1 4 0,4 0,3 5 20 10 0,15 2 2 4 0,4 0,3 5 20 20 0,15 3 3 4 0,4 0,3 5 20 30 0,15 4 4 4 0,4 0,3 5 20 40 0,15 5 5 4 0,4 0,3 5 20 50 0,15   Учитывать местные потери: фильтр на всасывании ζф=2, вентиль ζв=5, ζвых=1. ρ =1000кг/м^3, g=10м/с^2, λ=0,015
1) Определить статический напор установки Нст. 2.1) Определить к-т сопротивления всасывающего трубопровода, отн.d1. 2.2) Определить к-т сопротивления нагнетающего тр-да, отн.d2. 2.3) Определить Суммарный коэффициент относительно d2. 3) Определить коэфф. х-ки установки k. 4) Определить потребный напор насоса Нн в м. 5) Определить величину давления Р1 в сечении 1-1 всасывающего патрубка в м и в кПа.

 

1. Ур.Б. между 0-0 и 2-2. Определение статического напора установки

 2.1. Коэффициент сопротивления всасывающего тр-да

 

2.2.К-т сопротивления напорного трубопровода

2.3. Суммарный коэффициент сопротивления относительно диаметра d₂.

2.3. Определение «характеристики установки»(Ур.Б,). Коэффициент k считаем относительно d₂

2.2.Коэффициент k в «уравнении установки» для определения напора

2.3.Напор насоса:

3. Давление во всасывающем патрубке. Определение напора и давления в сечении 1-1. 

Ур. Б. для 0-0 и 1-1.

Абсолютное р_1абс=р_атм-р₁=100-0,14=99,86кПа

M	λ	ζф	ζв	ζвых	Q	f1	f2
кПа					м3/с
10	0,015	2	5	1	0,15	0,126	0,071

 

№	Нст	(λ*l1)/d1	ζвс.d1	(λ*l2)/d2	ζн.d2	ζсум	k	Нн	Р1	Н1-1	Нн
	м							м	кПа	м
1	3,98	0,19	2,19	1	7,00	7,69	78,5	5,75	-1,37	-0,14	5,75