Способы получения характеристик насосов
Основная трудность в получении характеристик насосов расчетным путем заключается в выборе коэффициентов потерь, влияющих на подачу и напор насоса. Поэтому при расчете режима работы насоса пользуются опытными характеристиками, которые получают при испытаниях насосов. Насосы, изготовляемые насосостроительными заводами Советского Союза, подвергаются испытаниям в соответствии с ГОСТ 6134—71. Мелкие и средние насосы испытываются на заводском испытательном стенде, крупные насосы допускается испытывать на месте эксплуатации при частоте вращения, отличающейся от номинальной не более чем на 5 %.
На основании опытных измерений подачи и напора на входе и выходе, а также потребляемой мощности и вакуумметрической высоты
Из теоретической зависимости Н от Q следует, что с уменьшением подачи напор возрастает и при подаче, равной нулю, т. е. при закрытой задвижке на напорном трубопроводе, достигает максимального значения. Однако испытания показали, что некоторые насосы развивают максимальный напор после открытия задвижки, т. е. напор возрастает при начальном увеличении подачи, а затем падает. Графическая характеристика (рис. 3.3, 61 имеет восходящую ветвь от Qo до Qs— Такие графические характеристики называются восходящими. Из рис. 3.3, б видно, что напору Нд соответствуют две подачи Qa и Qi. Изменение подачи насоса наступает внезапно, сопровождается сильным шумом и гидравлическими ударами, сила которых зависит от диапазона изменения подачи и длины трубопровода. Работа насоса в пределах подачи от нуля до Q2 называется областью неустойчивой работы.
Характеристики, не имеющие возрастающей ветви, называются стабильными. Режим работы насосов, имеющих стабильную рабочую характеристику Q — H, протекает устойчиво во всех точках кривой. Форма характеристики Q — Н зависит от коэффициента быстроходности насоса ns (см. 11), чем больше коэффициент быстроходности, тем круче кривая Q-H.
При стабильной пологой характеристике напор насоса даже при значительном изменении подачи изменяется незначительно. Насосы с пологими характеристиками целесообразно применять в системах, где при постоянном напоре требуется регулирование подачи в широких пределах, например в безбашенной системе водоснабжения.
Насосы со стабильной крутопадающей характеристикой целесообразно применять в системах со значительными колебаниями напора при необходимости сохранения по возможности постоянной подачи, например, на насосных станциях / подъема из поверхностных источников водоснабжения (на нерегулируемых реках).
Насосы с восходящими характеристиками рекомендуется применять в системах, где подача не снижается до Q2 (до подачи, соответствующей напору при закрытой задвижке).
Пологая характеристика обычно имеет крутизну 8—12 %, крутопадающая 25—30 %.
Е. А. Прегер на основании анализа характеристик Q — H составил уравнение, дающее аналитическую зависимость между параметрами Q и Н:
Ограничиваясь лишь рабочей частью характеристик Q — Н, можно упростить указанное уравнение, а именно:
Приведенные уравнения справедливы в пределах, где рабочие характеристики Q — H могут быть, приняты за прямую или квадратичную кривую. Коэффициенты а и b постоянны и их значения установлены для выпускаемых типоразмеров насосов.