Характеристика сети. Рабочая точка насоса

В любой системе трубопроводов неминуемы потери давления. Они возникают, в основном, вследствие трения жидкости о стенки труб, а также от изменения направления потока в фасонных деталях арматуры. Потери давления зависят от температуры и вязкости перекачиваемой жидкости, скорости потока, диаметра, протяженности трубопроводов, шероховатости стенок труб.

Потери давления в системе трубопроводов можно отобразить на графике в виде характеристики сети HA(Q). Причем для изображения характеристики сети используется такой же график зависимости напора от подачи, как и для характеристики насоса.

При изменении подачи в системе, например, при открытии или прикрытии клапанов, изменяется также скорость потока и, исходя из этого, гидродинамическое сопротивление. Так как сечение труб можно рассматривать как площадь живого сечения потока, то получается, что сопротивление изменяется квадратично. Поэтому график характеристики системы будет иметь форму параболы. Эту зависимость можно представить в виде следующего уравнения:

H1/H2 =(Q1/Q2)2

Из данного уравнения можно выявить следующие закономерности:
— при увеличении подачи в трубопроводной сети вдвое напор увеличится в четыре раза;
— при уменьшении подачи в сети в два раза напор уменьшится на 75%.

Рабочая точка

Рабочая точка – это точка пересечения графика характеристики насоса с характеристикой системы трубопроводов. Это означает, что в этой точке полезная мощность насоса равна мощности, которую потребляет трубопроводная сеть, а напор насоса равен сопротивлению системы. От положения рабочей точки также зависит и производительность, которая может быть обеспечена насосом.

При этом необходимо обращать внимание на то, что подача насоса не должна быть ниже определенного минимального значения, установленного производителем. Иначе это может вызвать слишком сильное повышение температуры воды в насосной камере и, как следствие, повреждение оборудования. Во избежание этого необходимо полностью соблюдать инструкции производителя. Рабочая точка за пределами характеристики насоса может вызвать повреждение мотора.

Смещение рабочей точки при изменении частоты вращения насоса

Понятно, что любые изменения в гидравлической системе, например, потери напора вследствие дросселирования регулирующей арматурой или образования отложений в трубопроводе, сказываются на характеристике системы HA(Q), в результате чего положение рабочей точки изменится. Аналогичным образом изменения параметров насоса вследствие, например, износа рабочего колеса или изменения частоты вращения, вызовут возникновение новой рабочей точки.

Рабочие характеристики насоса H(Q) имеют достаточно высокую точность, так как они определяются производителями оборудования экспериментальным путем. Характеристика же системы HA(Q) имеет достаточно приблизительный вид, так как гидравлическое сопротивление трубопроводной системы точно неизвестно и выводится только с помощью расчетов. Необходимо учитывать все нюансы, так как если характеристика системы будет рассчитана неверно, то насос, установленный в нее, не сможет обеспечить требуемые параметры напора и подачи.

Нахождение оптимальной расчетной рабочей точки в соответствии с максимальными эксплуатационными требованиями является одной из основных задач при проектировании трубопроводных систем. Такими требованиями для циркуляционных насосов систем отопления является теплопотребление здания, для установок повышения давления – пиковый расход для всех точек водоразбора. Определившись с расчетной рабочей точкой, подбирают циркуляционный насос с наиболее близкой характеристикой. Так как найти насос точно под конкретную систему практически невозможно, то выбирают модель «с запасом». Все остальные рабочие точки будут находится в левой стороне от данной расчетной рабочей точки.

Влияние изменения гидродинамического сопротивления на смещение рабочей точки показано на следующих рисунках. Видно, что при смещении рабочей точки влево от расчетной вызовет увеличение напора насоса, в результате чего может возникнуть шум в клапанах.

Смещение рабочей точки вследствие дросселирования

 

В настоящее время циркуляционные насосы комплектуются частотным преобразователем, которые позволяют осуществлять регулирование напора и подачи насоса в зависимости от потребности. Насосы со встроенным частотным преобразователем стоят дороже обычных, но данная опция позволяет существенно снизить энергопотребление и эксплуатационные расходы, а также увеличить срок службы.

 

Написать ответ

Выш Mail не будет опубликован


*