Гідравлічні характеристики насосних систем, насосне обладнання, статті про применени
Гідравлічні характеристики насосних систем
Як показав досвід практичної роботи, пов'язаної із застосуванням насосного обладнання, багато людей помилково підбирають обладнання, не вникаючи в фізику процесу. Ми хочемо дати курс, що описує фізичні процеси в гідравлічній системі. Ця інформація буде корисна всім Новомосковсктелям. Все повинно бути досить просто, так як при написанні серії даних статей, ми керувалися простотою викладу. Сподіваємося, інформація виявиться корисною для Вас.
1. Характеристика системи
Головним призначенням гідравлічних систем в більшості випадків є або подача рідини з джерела до необхідної точці, тобто заповнення резервуара, розташованого на більш високій позначці, або циркуляція рідини по всій системі, як спосіб передачі тепла.
Тиск, необхідне для створення потоку рідини, мабуть, підібрано в необхідному значенні і має компенсувати втрати в системі. Існує два типи втрат: статичний напір і втрати напору на тертя.
Статичний напір - це різниця висот між всмоктуючим і напірними резервуарами, як показано на рис. 1. Він не залежить від значення витрати, як показано графічно на рис. 2.
Втрати напору на тертя (іноді звані втрати динамічного напору) виникають під час проходження рідиною, що перекачується труб, клапанів та іншого обладнання системи. Дані втрати пропорційні площі пройденої потоком.
Замкнутий контур циркуляційної системи, недоступний впливу атмосферного тиску, має тільки гідравлічні втрати напору системи на тертя, що знаходяться в зворотній залежності до значення витрати, як показано на рис. 3.
2. Графік кривої гідравлічної характеристики
Більшість систем мають одночасно статичний напір і втрати напору на тертя, а більшість випадків, відображено на двох кривих рис. 4 і 5. Значення відносини статичного напору до втрат напору на тертя, по всьому робочому діапазону, впливає на ефективність, яка повинна досягатися при роботі двигунів з частотним регулюванням.
Статичний напір - це особливість індивідуальної системи, яка зменшує даний натиск, там де це можливо, звичайно це економить витрати на установку та експлуатацію насоса. Втрати напору на тертя повинні бути знижені з метою зниження коштів на експлуатацію насоса, але після виключення непотрібної трубопровідної арматури і ділянки труби, подальше зниження втрат на напорі вимагатиме більший діаметр труб, які підвищать витрати на монтаж.
3. Гідравлічне крива насоса
Характеристики насоса можуть бути також виражені графічно, як відношення напору до витрати. Дивіться рис. 6 для відцентрових насосів і рис. 7 для поршневих.
Відцентрові насоси мають гідравлічну криву характеристик, де зі збільшенням витрати, напір по-степеннно падає, але для поршневих насосів, яке б не було значення напору, витрата практично постійний.
4. Робоча точка насоса
Коли насос встановлюється в системі, то їх взаємодія може бути зображено графічно накладенням насоса і гідравлічної кривої системи, (рис. 8 і рис. 9).
Якщо фактична гідравлічна крива системи відрізняється від розрахункової, то насос буде працювати в точці з напором і витратою, відмінному від очікуваного.
У поршневих насосів, якщо гідравлічний опір системи зростає, то насос збільшить тиск нагнітання і буде зберігати практично постійну витрату, що залежить від в'язкості рідини і типу насоса. Без використання полімерної глини значення тиску може досягти критичної позначки.
Для відцентрових насосів збільшення гідравлічного опору системи зведе витрата в кінцевому підсумку до значення «О», але максимальне значення напору, як показано на рис. 8 обмежується. Крім того, при таких умовах можливий нетривалий період роботи насоса. Помилка розрахунку кривої гідравлічної системи найімовірніше може також привести до вибору відцентрового насоса не відповідає оптимальним характеристикам.
При підборі насоса більшого типорозміру, який буде працювати в більшому значенні витрати або навіть в умовах дросельної системи, додатковий запас потужності збільшить споживання енергії і скоротить термін служби насоса.