Вакина В.В., Денисенко И.Д., Столяров А.Л. - Машиностроительная гидравлика (1067412), страница 20
Текст из файла (страница 20)
10.6), то применяют обточку рабочего колеса по наружному диаметру. При этом кривая Н = 7" ((„1) опускается и' вниз и при некотором значении диаметра Н' пройдет через заданную режимную точку А'. Для расчета характеристики насоса, получающейся после обточки рабочего колеса, применяются эмпирические формулы в которых 1), !',! и Н вЂ” соответственно наружный диаметр, подача и напор насоса с необточенным рабочим колесом; Р', Я' и Н' — то же для насоса с обточенным рабочим колесом. Из уравнений (10.13) следует, что — = !! — /1, или —, — = й = сопз1; Н = й!/'. Следовательно, режимы А и А', удовлетворяющие уравнениям (10.13), лежат на квадратичной параболе, которую называют параболой обточек. Допустимая величина обточки рабочего колеса выбирается в зависимости от коэффициента быстроходности насоса; л~ 60 !20 200 300 350 350 17 — 0' 0,20 0,15 0,11 0,09 0.07 0,00 Насос целесообразно эксплуатировать только в области высоких КПД (участок ВС на рис.
10.6). Криволинейный четырехугольник ВСЕВ, ограниченный характеристиками насоса с необточенным рабочим колесом (кривая Н = / (Я)) и с максимально обточенным рабочим колесом (кривая Н' = / (Я)) и параболами обточек, проходящими через точки В и С, называют рабочим полем насоса. Режимы, лежащие в пределах этого четырехугольника, являются рабочими. Для выбора центробежного насоса по заданным значениям напора Н и подачи Я используется сводный график рабочих полей насосов (прил.
8). ПРИМЕРЫ 10.3. Диаметр рабочего колеса центробежного насоса К90/20 равен г) = 148 мм, частота вращения а = 2900 мии — '. Определить диаметр 17, рабочего колеса нового насоса, подобного заданному, создающего при оптимальномрежиме напор Н, = 7,5 ми подачу Я! = 18л/с. Рассчитать рабочую характеристику нового насоса. Решение. Согласно прил. 7, рабочую характеристику заданного насоса К90/20 при и = 2900 мин — ' можно построить по следующим данным: 16,7 Ц, л/с 27,8 18,9 22,8 Н, и 25,7 Ч 0,76 0,795 0,77 При оптимальном режиме (т( = П .„= 0,795) этот насос имеет напор Н = 22,8 м и подачу 1~ = 22,2 л/с.
Из равенства коэффициентов быстроходности подобных насосов З,ббл УЯ 3,65л, У <!1 Н! = Н'л ! 122 находим частоту вращения нового насоса: з з п,=п )I 0 (н ) =2900~/ 1зо (228) =1400мян 1; из соотношения подобия (10.8) находим масштаб геометрического подобия: н l 18,0 2900 Кь = — ' — у — ' ° — = 1,19. с~ У 22;2 1400 Диаметр рабочего колеса нового насоса Р, Кв,Р = 1,19 ° 148 = 175 мм. Характеристику нового насоса получим путем пересчета характеристики заданного насоса по формулам подобия: Н! = (Кс — ') Н вЂ” (1,19 — ) Н вЂ” О,ЗЗН, Я! К~ с' Я 119 Я 08141;! Следовательно, чтобы получить характеристику нового насоса, необходимо подачи заданного насоса умножить на 0,814, а соответствующие им напоры — иа 0,33.
В результате получаем данные для построения рабочей характеристики нового насоса: Оо 7с 186 18,0 22,6 6,24 7,50 Н» м 8,48 0,77 0,795 0,76 10.4. Характеристика центробежного насоса ' К20/18 представлена данными: 8,0 6,1 5,5 О, л/с 17,5 18,5 21,0 Н, м При какой обточке рабочего колеса насос будет создавать напор Н' = 15,4 м при подаче Я' = 5 лlс. Решение.
Строим параболу обточек по'формуле Н = йЯ', в которой. 70 ! и так как она должна пройти через точку А' с координатами (7' = 5 лlс и Н' = !54 м (рис.! 07). Координаты точки А пересечения характеристики насоса (кривая 7) и параболы обточек (кривая 2) удовлетворяют соотношениям (10.13): а 2 ' 4 а ада Н = 18,5 м, 9 = 5,5 лlс.
Из этих соотношений Рнс. Ю.7 123 находим отношения диаметров: В' 0' 5,0 В' з/ Н' тl В,4 10 0 5,5 * ' В г' Н ! 18,5 Следовательно, для того чтобы насос создавал напор Н' = 15,4 м и подачу Я' = б л/с, диаметр его рабочего колеса необходимо уменьшить на 9 сй. 40.3. Работа центробежного насоса на трубопровод Пусть насос подает жидкость по трубопроводу заданных геометрических размеров на высоту Ь„из приемного резервуара в напорный, давления на поверхности жидкости соответственно равны р, и ри (рис.
10.8). Его напор должен быть достаточным для подъема жидкости на высоту й„, преодоления разности давлений в резервуарах и всех гидравлических сопротивлений, которые, как известно, зависят от скорости движения жидкости, а следовательно, и от расхода: (10. 14) Зависимость потребного напора от расхода (Н =1(9)) называется характеристикой насосной установки (рис. 10.9), или характеристикой сети, на которую работает насос. Пусть заданы рабочая характеристика насоса (рис. 10.3) и характеристика насосной установки (рис. 10.9) и требуется определить режим работы насоса на заданный трубопровод.
С этой целью на одном и том же чертеже в одном и том же масштабе строят характеристику насоса и характеристику сети. Точка А их пересечения и определяет режим работы насоса на заданный трубопровод (рис. 10.!0). По рабочей точке А определяют подачу Я, напор Н и КПД насоса б, а затем вычисляют потребляемую мощность !У = рйч~Н/т1. Чтобы изменить режим работы насоса, необходимо изменить хаРактеРистикУ насосной Установки (кРивУю Й,и = !' Я)) или хаРактеристику насоса.(кривую Н = )' (9)).
На первую можно воздействовать при помощи регулирующей задвижки — ре- Ц гулирование дросселированием. Если задвижку прикрыть, то сопротивлеи ние трубопровода увеличится, и рабочая точка А Ю сместится влево (рис. 10.10, а). Этот способ регулирования весьма прост, но не- ' Ц экономичен.
На характеристику насоса можно воздействовать, изменяя чаФ и стогу вращения вала насоРис. 10.9 са. Например, при умень- Рис. 10.8 124 а Рис. 10.10 Рис. !0.11 шенин частоты вращения характеристика насоса опустится вниз (рис. 10.10, б), рабочая точка А сместится влево. Способ экономичен, но необходим привод с переменной частотой вращения. Наряду с этими основными способами регулирования подачи насоса применяется также перепуск жидкости из напорнсго трубопровода во всасывающий. Для увеличения напора применяют последовательное соединение насосов (рис. 10.11). Суммарная характеристика двух насосов в этом случае строится путем сложения ординат кривых Н, = 1(Я) и Н, = / (9).при одном и том же значении подачи.
Для увеличения расхода применяют параллельное соединение насосов (рис. 10.12). Суммарная характеристика двух насосов строится сложением абсцисс кривых Нг Т (с1) и Н, = Т (Я) при одном и том же значении напора. ПРИМЕРЫ 10.5. Центробежный насос поднимает воду на высоту Ь, = 6 м потрубопроводудлиной1 = 700 м и диаметром и' = 130мм (рис. 10.!3). Коэффициент гидравлического трения 1, = 0,03, суммарный коэффициент местных сопротивлений л,9 = 12. Характеристика насоса прн а = !000 мин-' приведена в табл. 10.3. Требуется определить: 1) подачу, напор и мощность, потребляемую насосом; 2) подачу воды в трубопровод при параллельном включении двух одинаковых насосов; 3) подачу воды в трубопровод при последовательном включении двух одинаковых насосов; 4) как изменится подача и напор насоса при уменьшении частоты вращения до и, = 900 мин-'.
Решение. Для решения задачи об определении подачи, напора и потребляемой мощности насоса при работе на заданный трубопровод Таблица Ю.Э 0 4 8 12 16 20 7,6 6,0 9,Г 8,8 Н, и 10 10Д Ч 0 0,28 0,51 ~68 0,65 0,55 125 Рис. 10.13 Рис. 10.12 необходимо на одном и том же чертеже в одном и том же масштабе построить характеристику насоса и насосной установки. Характеристика насосной установки, представляющая собой зависимость потребного напора от расхода, строится по данным, полученным по формуле Нпотр = йт + /1п + ° РК где р, и р, — давление на поверхности воды соответственно в питательном и приемном резервуарах.
Поскольку в данном случае оба резервуара открыты, то р, = р, = р, и Н р = Ь, + /1,. Потери напора +Вй (2 /+В~) 1 (а~) ПодставлЯЯ в зто выРажение заданные значениЯ ь, (т и' и Е1„после преобразований получаем т,=(003 — (и -~ 32) (з ) ) Я 248.104 Потребный напор насоса Н = Ь, + Ьп 6 + 2,48 . 10'Я'. Для построения зависимости Й, р = /(Я) задаемся рядом значений Я и находим соответствующие им значения Н и. Пусть, например, 9 1О л/с = 0,01 мп/мин.
Тогда Нпп = 6 + 24 80014' = 6 ° 24 800 ° 0,01' = 8,48 м: Значения Н при различных значениях -ф О, л/с 0 5 ГО 15 20 6,48 11,62 6,0 15,92 Нп,,„р, и Точка А пересечения главной характеристики насоса (кривая Н, = / (Я)) и характеристики насосной установки (кривая Н,п = = / (Я)) является рабочей точкой (рис. 10.14), Она определяет режим работы насоса на заданный трубопровод1 Я = 11,2 л/с; Н = 9,1 м; и = 0,62. Полезная мощность Уп = рЯН = 1000 ° 9,81 ° 0,0112 ° 9,1 = 1000 Вт = 1 кВт. Нп Потребляемая мощность й/ —" = — = 1,61 кВт. Ч 062 т 126 Для определения подачи воды в 622 трубопровод при параллельном включении двух' одинаковых насосов необходимо построить их суммарную характеристику путем сложения абсцисс 24 !2 точек кривых Н, (((~) обоих насосов, взятых при одной и той же ординате Н.
Поскольку по условию задачи оба насоса одинаковы, то их 62 4 суммарная характеристика строится путем удвоения абсцисс точек кривой 8 д Н, = ( (Я). На рис. !0.14 суммарная Рис. 10.14 характеристика изображена кривой 1. Точка В пересечения этой кривой с характеристикой насосной' установки (кривая Н„, = ((Я)) является рабочей. Абсцисса точки В равна суммарной подаче обоих насосов (Я = 12,8 л(с), ордината— напору насосов (Н = 10 м). Суммарная характеристика двух насосов, включенных последовательно, строится сложением ординат точек кривых Н, = ( (Я) обоих насосов при одних и тех же значениях подачи. Поскольку по условию задачи насосы одинаковы, то их суммарная характеристика строится путем удвоения ординат кривой Н, = (' Я) (рис.
10.14, кривой 2). Пересечение суммарной характеристики насосов с характеристикой насосной установки дает рабочую точку С, которая определяет подачу (( = 17,8 л(с и суммарный напор Н = 13,8 м обоих насосов. Для определения подачи и напора насоса при новой частоте вра1цения пэ = 900 мин ' необходимо пересчитать главную характеристику насоса на эту частоту вращения.
Возьмем на кривой напоров Н, = ( Я) при п, 1000 мин-' некоторую точку М,. Ее абсцисса ((2 = 4 л(с, ордината Н, =, 10,2 м. Подставляя значения Н, и Я„ п2 и п, в формулы (10.11), получаем координаты Яс и Н, точки М, на кривой напоров Н, = ( ((,1), соответствующей йовой частоте вращения п,: П2 000 ° Я = Я вЂ” ' = 4 — =* 3,6 л(с; Н = Н вЂ” ° П' ,— ЮОО ' 2- 2~П',) 10'2~ 1000) =327 ".
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
