Дроселювання напірної сторони насоса
Дроселювання - гасіння частини напору, що створюється насосом, за допомогою штучно вводиться в напірну або всмоктувальну лінію гідравлічного опору (рис. 4). Зазвичай дросселирование досягається частковим закриттям засувки на напірному трубопроводі насоса. Даний спосіб є найбільш простим і поширеним, але разом з тим найменш економічним, так як частина напору, що створюється насосом, марно витрачається на подолання опору засувки і при цьому розсіюється відповідна потужність.
Мал. 4. Регулювання подачі Лопасня насоса дроселюванням напірної (а) і всмоктуючої (б) сторони
На рис. 5 показані характеристики насоса 1, мережі 2, ККД насоса 3 (крива 3 'відображає ККД насосної установки). Робочій точці А відповідає подача насоса QA. Якщо за умовами роботи системи в неї слід подавати рідину з витратою QB. меншим витрати QA. прикривають засувку на напірному патрубку насоса, зменшуючи його подачу (характеристики мережі 2 ', 2 ", 2'" відповідають різного ступеня відкриття дросселирующего органу). Для визначення режиму роботи насоса з точки QB проведемо пряму, паралельну осі ординат. Вона перетне характеристику системи в точці С і характеристику насоса - в точці В. Різниця ординат цих точок hw є зайвим натиском, підлягає «погашення» опором засувки [1-3, 5, 6, 16, 19, 35, 40]. Втрачається при регулюванні потужність визначається виразом:
де hw - натиск, що втрачається в дросселирующей засувці,
# 951; B - ККД насоса, відповідний подачі QB.
Коефіцієнт корисної дії регульованою установки визначається виразом
де HC - натиск, необхідний для подачі витрати QC,
HB - напір, що розвивається насосом при подачі витрати QB,
# 951; m - ККД двигуна.
Мал. 5. Характеристики насоса і мережі при регулюванні дроселюванням напірної сторони
Метод регулювання за допомогою всмоктуючої засувки економічно є кілька більш вигідним, ніж регулювання за допомогою напірної засувки, але його застосування обмежене вимогою підтримки висоти всмоктування, менше граничної для забезпечення нормальної роботи насоса.
Прикриваючи засувку на всмоктувальній трубі, збільшують таким чином розрядження в ній, що рівносильно збільшенню висоти всмоктування. Слід зазначити, що збільшення висоти всмоктування вище певних меж викликає кавітацію, робить роботу насоса нестійкою і створює небезпеку зриву роботи насоса [1, 16]
На рис. 6 приведена схема відцентрового насоса, регульованого дросселированием всмоктуючої лінії насоса безпосередньо перед його робочим колесом за допомогою зміни ширини вхідних отворів робочого колеса [20]. На вході в робоче колесо 1 встановлений порожнистий циліндр 2. Прорізи 3 циліндра збігаються за профілем з вхідними отворами 4 каналів робочого колеса. Ширина вхідних отворів 4 дорівнює або менша за ширину лопатки робочого колеса на вході 5. Циліндр 2 може повертатися, наприклад, за допомогою гідродвигуна 6, розміщеного у втулці робочого колеса. При максимальній подачі насос працює з відкритими вхідними отворами каналів робочого колеса. При необхідності змінити подачу за допомогою гідродвигуна 6 повертають циліндр 2, який перекриває вхідні отвори каналів робочого колеса.
Мал. 6. Схема відцентрового насоса, регульованого зміною ширини вхідних отворів робочого колеса
На рис. 7 зображені характеристика мережі 2, насоса 1 і скорочені характеристики 1 ', 1 ", що відповідають різного ступеня відкриття дросельної засувки на всмоктувальному трубопроводі. Скорочена характеристика є характеристика насоса, віднесена до якоїсь точки трубопроводу після засувки. Для отримання скороченої характеристики від взятої точки відкладають втрати напору на ділянці від насоса до даної точки. Різниця ординат характеристики насоса і побудованої характеристики втрат напору дасть редуцированную характеристику.
Мал. 7. Характеристики насоса і мережі при регулюванні дроселюванням усмоктувальної сторони
Спосіб регулювання всмоктуючої засувкою особливо вигідний при пологій характеристиці системи. Якщо за умовами всмоктування допустимо регулювання всмоктуючої засувкою, надійніше застосувати комбіноване регулювання за допомогою всмоктуючої і напірної засувок. На рис. 8 представлений один з можливих способів конструктивного виконання насоса, регульованого даними способом.
Мал. 8. Схема відцентрового насоса, регульованого одночасним дросселированием всмоктуючої та напірної сторони
Насос містить корпус 1, робоче колесо 2, встановлене на валу 3. В корпусі 1 є збірник (равлик) 4. Робоча рідина виводиться з насоса по тангенциально розташованому патрубку 5, а надходить в порожнину колеса по вхідному патрубку через розташований уздовж його осі опорний стакан 6 з вікнами 7. Між склянкою 6 і вхідними крайками робочого колеса 2 розміщений регульований клапан 8. Між вихідними крайками робочого колеса 2 і порожниною збірника 4 встановлена циліндрична заслінка 9, регулююча вихід робочої рідини з робочого колеса. Регулює режими роботи насоса здійснюється синхронним переміщенням клапана 8 і заслінки 9 в осьовому напрямку. Під час роботи насоса на режимі мінімальних витрат клапан 8 і заслінка 9 встановлюються в положення, показане пунктиром. Для роботи насоса на проміжних режимах клапан 8 і заслінка 9 встановлюються в необхідне проміжне положення, забезпечуючи оптимальні енергетичні характеристики системи у всьому робочому діапазоні [21].