У багатьох випадках у відповідності до експлуатаційних режимами елементів СЕУ, а також зі зміною споживання води в побутових системах необхідно змінювати характеристики насосів або трубопроводів. Зміна характеристик, що виконується для забезпечення необхідної подачі, називають регулюванням режимів роботи насоса.
Широко застосовують такі способи регулювання подачі: дроселюванням - зміною відкриття клінкет або клапана у насоса; перепуском частини витрат з напірного трубопроводу у всмоктуючий по обвідному трубопроводу; зміною частоти обертання валу насоса.
Дроселювання - найбільш доступний у всіх системах спосіб регулювання. Подачу насоса можна змінювати тих чи інших перекриттям клінкет (клапана) у насоса на нагнітальному трубопроводі, т. Е. Шляхом введення додаткової гідравлічного опору в трубопроводі. Іноді регулювання здійснюють частковим перекриттям клінкет на всмоктуючому трубопроводі. Однак такий спосіб регулювання може бути застосований лише при незначних змінах подачі, так як збільшення гідравлічного опору на всмоктуванні і пов'язане з цим поглиблення вакууму на вході рідини в робоче колесо насоса призводять до виділення газів і парів, подсосу повітря, посилення явищ кавітації і зриву подачі.
При зменшенні відкриття клінкет характеристика трубопроводу піде більш круто і буде послідовно займати положення Hтр1. Hтр2. Hтр3 (див. Рис. 2.13). Подача насоса буде зменшуватися, приймаючи значення Q1. Q2. Q3. У кожному режимі, відмінному від робітника, наприклад в режимі, відповідному точці 2. насос буде розвивати натиск H2> Hтр2. необхідний для подачі в трубопровід витрати Q2. При цьому режимі натиск H2 складається з напору Hтр2. який витрачається в трубопроводі при витраті Q2 з повністю відкритим клінкет, і втрат напору в клінкет Hкл2 = H2 - Hтр2. Клінкет стає регулятором насоса. У зв'язку з додатковою втратою напору в клінкет нове значення ККД насоса
# 951; = Hтр2 # 951; 2 / H2 = (H2 - Hкл2) # 951; 2 / H2 = kін2 # 951; 2
Ставлення Hтр2 / H2 = (H2 - Hкл2) / H2 = kін2 називають коефіцієнтом використання напору.
Регулює режим роботи насоса дроселюванням викликає додаткові втрати енергії. Зниження ККД при такому способі регулювання тим істотніше, ніж крутіше кріваяH. Незважаючи на низьку економічність, завдяки простоті дросселирование застосовують широко, особливо в установках малої потужності.
При регулюванні режиму роботи перепуском частина рідини, що подається насосом, з нагнітального трубопроводу перепускается у всмоктуючий по обвідному трубопроводу, на якому встановлений клінкет, або зливається в приймальний резервуар. При зміні ступеня відкриття клінкет на обвідному трубопроводі змінюються витрата перепускає рідини і, отже, витрата мережі. Регулювання перепуском неекономічно, оскільки втрачається енергія рідини, що проходить по обвідному трубопроводу. Однак таке регулювання є більш економічним, ніж дросселированием, для швидкохідних насосів, у яких зі збільшенням подачі потужність падає.
У тих випадках, коли є така можливість, доцільно регулювати подачу насоса зміною частоти обертання двигуна.
Економічність регулювання роботи насоса різними способами зазвичай порівнюють з споживаної насосом потужності. Дослідження для насосів, у яких зі збільшенням подачі потужність збільшується (тихохідні і нормальні відцентрові насоси), показали, що найменша споживана потужність виходить при регулюванні зміною частоти обертання, дещо більша потужність - при регулюванні дроселюванням, найбільша - при регулюванні перепуском.
7. Характеристика ц / б насоса, трубопроводу. робоча точка
При вирішенні експлуатаційних задач необхідно знати, як змінюються натиск, потужність, споживана насосом, і ККД в залежності від подачі, т. Е. Знати характеристики насоса.
Для насосів важливою є залежність між напором і подачею, т. Е. Напірна характеристика. З паралелограма швидкостей в точці 2 (див. Рис. 2.2) можна скласти рівняння для кутів, які доповнюють один одного до 180 °:
tg # 947; 2 = - tg # 946; 2 = c2r / (u2 - c2u)
Вирішуючи рівняння щодо c2u. отримаємо
c2u = (c2r / tg # 946; 2) + u2
Після підстановки значення c2u в рівняння напору
Ht∞ = u2 2 / g + u2 c2r / (g tg # 946; 2)
В останній вираз замість радіальної складової абсолютної швидкості c2r може бути поставлено її значення з рівняння суцільності потоку
c2r f2 = Qk
де f2 - πR2 b2 - поверхня вихідного перетину робочого колеса без урахування товщини лопатей, м2.
Таким чином.
Ht∞ = u2 2 / g + u2 Qk / (f2 g tg # 946; 2)
Останнє рівняння, що зв'язує значення Ht∞ іQk між собою, а також з u2 і # 946; 2 робочого колеса насоса, є рівнянням теоретичної характеристики відцентрового насоса.
У дійсного насоса через спотворення характеру потоку відбувається істотне зниження напору, яке враховується коефіцієнтом kл. Значення kл лежить в межах 0,6-0,8, де верхня межа відповідає робочим колесам з великим числом лопатей і з найбільш плавними лопатями, загнутими назад. Зазвичай представляютkл = 1 / (1 + # 961; л).
Таким чином, теоретичний напір насоса при кінцевому числі лопатей Ht = kл Ht∞.
Іноді kл називають коефіцієнтом циркуляції. Слід звернути увагу на те, що коефіцієнт kл не характеризує втрачену потужність, а лише наголошує на тому, що внаслідок спотворення характеру потоку у колеса насоса з кінцевим числом лопатей не можна в дійсному насосі досягти теоретичного напору.
Дійсний напір, який залишається після подолання внутрішніх гідравлічних втрат в насосі,
H = Ht # 951; г = kл Ht∞ # 951; г.
де # 951; г = H / Ht - гідравлічний ККД насоса.
На рис, 2.8 представлені криві гідравлічних втрат ht і втрат на удар при вході в робоче колесо і виході з нього hуд. При розрахунковій витраті Qкр втрати біля входу в робоче колесо і біля входу в відведення дорівнюють нулю. При відхиленні подачі від розрахункової ці втрати швидко збільшуються.
Дійсна подача насоса відрізняється від витрати через робоче колесо на розмір витоків Q = Qк - qк. Зниження ефективності насоса через витоки визначається об'ємним ККД # 951; 0 = Q / Qк. Облік витоків призводить до зсуву кривої напорів вліво на значення qк. Графік H (Q) на рис. 2.8 - дійсна розрахункова напірна характеристика насоса. Вона є лише першим наближенням до натурної характеристиці насоса, одержуваної дослідним шляхом.
На натурної характеристиці відцентрового насоса (рис. 2.9) зображено залежність напору H. потужності N. ККД # 951; і допустимої висоти всмоктування hв доп від подачі Q.
У відцентровому насосі, крім втрат, які визначаються гідравлічним і об'ємним коефіцієнтами # 951; г і # 951; 0. є втрати, пов'язані з механічним тертям в сальнику і підшипниках, а також з втратами на тертя зовнішніх поверхонь дисків робочого колеса про рідину в корпусі насоса. Ці втрати враховуються механічним ККД # 951; м.