Рабочие характеристики насосов.

Рабочей характеристикой насоса называется графическая либо аналитическая взаимосвязь основных энергетических показателей H, N, h и Dh_доп от подачи при постоянной частоте вращения вала рабочего колеса, вязкости и плотности жидкой среды.

Значение напора, мощности и КПД для ряда значений подачи могут быть представлены в виде системы точек в координатах Q-H,Q-N,Q-h,Q-Dh_доп.

Рабочие характеристики получают после обработки результатов испытаний машины на специальном стенде. В процессе испытаний при постоянной частоте вращения, используются показания приборов, определяется подача, напор, мощность и КПД.

Для построения характеристики необходимо снять показания для 5...8 режимов, т.е. при 5...8 различных подачах.

Полученные значения напора, мощности, КПД и допустимого кавитационного запаса для ряда значений подачи можно представить в виде системы точек в координатах H,N,h,Dh_доп и Q.

Рис. 14. Рабочие характеристики насоса

Точка Ахарактеристики Q-H , отвечающая максимальному значению КПД называется оптимальной режимной точкой.

Так как кривая Q-h имеет в зоне оптимальной точки пологий характер, то на практике пользуются рабочей частью (зоной) характеристики насоса, в пределах которой рекомендуется его эксплуатация. Рабочая часть характеристики зависит от допустимого снижения КПД. На практике иногда под рабочей частью характеристики насоса подразумевают ту зону характеристики, в которой допускается длительная его эксплуатация.

В соответствии с конструкцией насосов вид кривой Q-H может быть различной. Существуют кривые Q-H, непрерывно снижающиеся, и кривые с возрастающим участком, имеющие максимум. Первые называются стабильными, а вторые нестабильными характеристиками. Нестабильная характеристика имеет перегиб – максимум на кривой Q-H, а следовательно, один и тот же напор насос может создавать при двух значениях подачи. Таким образом, на участке H>H₀ насос может работать нестабильно – с переменной подачей. В свою очередь кривые обоих типов могут быть пологими, нормальными и крутопадающими.

Крутизну характеристики k определяют по формуле:

k= , (48)

где H _max – максимальный напор насоса;

H_опт – напор при максимальном значении КПД.

При крутизне 8...12% характеристики считают пологими, при крутизне 25...30% – круто падающими.

Для центробежных насосов крутизна характеристики Q-H не превышает 25%, для диагональных она составляет 30...80%, а для осевых насосов достигает 100%.

Графические характеристики насоса дают наглядное представление об изменении основных параметров в зависимости от подачи, однако не позволяют использовать электронно-вычислительную технику для расчёта режимов работы при проектировании насосных станций. Анализом характеристик большого числа насосов Е. А. Прегер установил, что наиболее точно напорную характеристику Q-H можно описать уравнением полной квадратной параболы

H= , (49)

где a₀,a₁ и a₂ – коэффициенты положительные или отрицательные по величине, зависящие от формы напорной характеристики насоса.

Ограничиваясь лишь рабочей частью характеристик Q-H, упрощенное уравнение для насосов чистой воды

H=a-bQ², (50)

а для насосов сточных вод

H=a-bQ. (51)

Коэффициенты a и b постоянны и их значения установлены для выпускаемых типоразмеров насосов.