В разделе 1.1 рассмотрены принципы построения суммарной характеристики двух насосов при их параллельном и последовательном соединении. На Рис.23 показана трансформация рабочей точки при совместной работе насосов.
Анализ Рис.23 показывает, что параллельное соединение насосов более выгодно при пологой характеристике сети, а последовательное - при крутой характеристике сети (в первом случае при этом получается максимально возможный расход, а во втором случае максимально возможный напор насосной установки).
Иллюстрация определения рабочей точки при
совместной работе двух насосов
1 - характеристика одного насоса; 2 - суммарная характеристика двух насосов, соединенных последовательно ; 3 - суммарная характеристика двух насосов, соединенных параллельно ; 4 - характеристика гидравлической сети ; К, К1, К2 - соответствующие рабочие точки насосной установки.
Рис.23.
Глава 3
Расчет всасывающей линии насосной установки
В большинстве практических случаев жидкость поступает в насос из резервуара, расположенного ниже оси установки насоса.
К расчету всасывающей линии
Рис.24
Запишем уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно плоскости сравнения 0-0, преобразуем его в соответствии с данной задачей и определим давление на входе в насос:
Анализ уравнения (50) показывает, что абсолютное давление на входе в насос меньше атмосферного, и при некоторых значениях параметров Q, hвс и d его величина может стать равной нулю и даже принимает отрицательное значение. Возможны ли такие ситуации в реальной жизни? Нет!
Минимально возможное давление в жидкости равно давлению насыщенного пара, то есть тому давлению, при котором жидкость начинает кипеть. Давление насыщенного пара зависит от рода жидкости и температуры (Рис.25, Приложение 3).
Зависимость давления насыщенного пара воды от температуры
t,°C
pн.п, Па
Рис.25.
Явление кипения жидкости при давлениях меньших атмосферного и нормальных температурах (10°, 20°,30°,.....),сопровождающееся схлопыванием пузырьков пара в областях повышенного давления, называется кавитацией.
Пузырьки пара, выделяющиеся при кавитации, разрывают межмолекулярные связи, поток жидкости при этом теряет сплошность, столб жидкости во всасывающем трубопроводе отрывается от насоса и процесс всасывания прекращается. Кроме того, пузырьки пара, попадая вместе с жидкостью внутрь насоса, где давление больше давления насыщенного пара, лопаются. При схлопывании пузырька на твердой поверхности жидкость, устремившаяся в освободившееся пространство, останавливается. При этом ее кинетическая энергия превращается в потенциальную и происходят местные гидравлические удары. Это явление сопровождается существенным ростом давления и температуры и приводит к разрушению материала поверхности.
В инженерной практике существует правило: Не допускать кавитации!
Для этого необходимо, чтобы в сечениях потока, где давление меньше атмосферного, было выдержано условие:
Давление в жидкости больше давления насыщенного пара (р > pн.п). Это условие отсутствия кавитации.
Кавитационные расчеты всасывающей линии насосной установки заключаются в следующем:
1. Проверка условия р2 > pн.п. - давление на входе в насос р2 определяется из уравнения (50) при известных параметрах Q, d, hвс.
2. Определение предельных значений параметров Q, d, hвс из уравнения (50) при р2 = pн.п..