Графоаналитический расчет совместной работы насосов и трубопроводов

Графоаналитический расчет совместной работы насосов и трубопроводов.

Цель данного расчета - определение координат рабочей точки насоса. Для отыскания рабочей точки системы насос - трубопровод необходимо найти общую точку на характеристиках насоса и трубопровода. Математически это сводится к решению системы двух уравнений с двумя неизвестными. Учитывая, что характеристика насоса  Q - Н   задана в графическом виде, то задачу нахождения рабочей точки проще решать графическим способом.

Для этой цели на миллиметровой бумаге строятся характеристики выбранного насоса, Затем строятся суммарные характеристики Q - Н насосов при параллельной их работе для каждой из ступеней работы насосной станции. При параллельной работе производительности насосов складываются при одинаковых напорах. Характеристику трубопровода строят по уравнению:

                     (30)

,                       (31)

где S_пр  - приведенный коэффициент сопротивления системы, учитывающий сопротивление в коммуникациях насосной станции и в напорных водоводах, отнесенный к расходу одного насоса, с²/м⁵.

Q_н, - Расчетный расход а напорного внестанционного трубопровода;

где - m - число рабочих насосов;

n - число напорных водоводов.

Рекомендуемые материалы

В общем виде потери напора в системе трубопроводов определяются по формуле

           (32)

Задаваясь величинами расходов насоса Q_н, и подставляя в уравнение значения S₂, S₃, S₄, находим потери напоров для каждого режима работы насосной станции, в зависимости от количества работавших в этом режиме насосов. Результаты расчетов сводятся в таблицу 4.

Таблица 4. расчетные режимы работ насосной станции.

Примечание. Под нормальным режимом понимается работа различного числа насосов (m) на расчетное количество внестанционных водоводов (n); под аварийным - выход из строя одного напорного водовода (n-1).

Используя данные табл. 4 наносят их в виде точек на график с характеристиками насосов. Соединяя эти точки плавной кривой, получают характеристику системы трубопроводов.

Рабочая точка системы "А" находится на пересечении суммарной характеристики трех насосов Q₁₊₂₊₃-H характеристики системы трубопроводов.

Рабочая точка системы "Г" характеризует работу трех насосов (Q₁₊₂₊₃-H) и системы трубопроводов при выходе из строя одного напорного внестанционного трубопровода (n-1). Для насосных станций второй и третьей категорий надежности действия и при наличии аварийного выпуска насосной станции Q_Г должен составлять не менее 70 % от Q_А

В случае, если данное условие не выполняется, т.е. производительность насосной станции падает более чем на 30%, то для достижения необходимой степени обеспеченности подачи воды между водоводами следует устраивать перемычки с установкой задвижек. При наличии перемычек в аварийной ситуации отключается не весь внестанционный трубопровод, а только его часть.

Насосная станция первой категории действия при аварийной ситуации должна обеспечивать 100 % - расчетный расход. Это достигается включением в работу резервного насоса и устройством некоторого количества перемычек между напорными водоводами.

Количество перемычек между напорными трубопроводами одинакового диаметра определяется следующим образом. На суммарной характеристике насосов Q₁₊₂₊₃-H отыскивают точку "Д", соответствующую требуемой подаче насосной станции при аварии и определяют потери напора в данной точке как разность между напором в указанной точке и статическим напором.

Из выражения:                                        (33)

12 Начало развития электротехники - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.

обозначив   через α ,

определяют эту величину:                      (34)

Количество перемычек

                           (35)

Характеристику трубопроводов с перемычками строят по сопротивлению, найденному из соотношения                                                  (36)

В случае, если действительная производительность насосной станции Q_А  намного превышает расчетную Q_P, следует предусмотреть количественную либо качественную регулировку подачи насосов (обточка рабочего колеса, изменение числа оборотов, дросселирование). Выбор того или иного способа регулирования подачи насосов производится по согласованию с руководителем проекта.