Общие сведения

Характеристика насоса — изображаемая графически функциональная зависимость основных технических показателей (напора, потребляемой мощности, к.п.д., вакуумметрической высоты всасы­вания или допускаемого кавитационного запаса) от подачи и час­тоты вращения вала при постоянной вязкости и плотности жидкой среды на входе в насос. Если частота вращения вала постоянна, характеристики Н-Q; N-Q; η-Q и ∆h_д-Q называют paбочими (рис. 5.1). Основное назначение характеристики, заключается в правильности выбора режима работы центробежного насоса.

Эти характеристики позволяют определить:

1) подачу насоса при заданном сопротивлении трубопровода — по кривой Н-Q;

2) затраты энергии — по кривой N-Q;

3) экономичность работы насоса — по кривой η-Q;

4) допускаемый кавитационный запас — по кривой ∆h_д.

Рисунок 5.1 Рабочая характеристика центробежного насоса

Приводимые в справочниках (паспортах) значения подачи, напора, мощности и КПД обычно соответствуют оптимальному ре­жиму работы насоса — максимуму кривой η-Q. Зона, в пределах которой рекомендуется эксплуатация насоса, называется рабочей частью характеристики (вблизи максимума КПД).

Особо важное значение имеет график Н-Q, связывающий напор и подачу центробежных насосов. Центробежные насосы имеют "мягкую" характеристику, т.е. подача, развиваемая насосом, зависит от изменения давления в нагнетательной линии.

При эксплуатации центробежных насосов возникает необходимость изменять режим их работы. Это можно производить путем изменения частоты вращения ротора или используя рабочие колеса различных диаметров, которыми комплектуется насос или получаемыми обтачиванием по наружному диаметру. При этом зависимость между основными параметрами будет следующая:

- при изменении частоты вращения

- при изменении диаметра рабочего колеса

- в случае одновременного изменения и частоты вращения ротора и диаметра рабочего колеса, параметры будут определяться следующим образом:

, (5.1)

где и Q₁ и Q₂ – подачи до и после изменения параметров ротора соответственно, Н₁ и Н₂ – напоры до и после изменения параметров ротора соответственно, D₁ и D₂ – диаметры рабочих колес, n₁ и n₂ – прежняя и измененная частота вращения ротора соответственно.

По форме кривой N-Q определяют время запуска насоса, так как с целью предупреждения перегрузки его включают при минимальной мощности. В частности, для осевых и вихревых насосов максимальная потребляемая насосом мощность имеет место при Q = 0 (рис. 5.2). Для центробежных насосов потребляемая насосом мощность возрастает с увеличением подачи насоса, причем для центробежных насосов потребляемая мощность при Q = 0 равняется приблизительно 0,4-0,6 N_опт. Для диагональных (полуосевых) насосов потребляемая мощность достигает максимума при оптимальной величине подачи насоса и с дальнейшим увеличением подачи насоса, уменьшается.

Поэтому центробежные и диагональные насосы, характеризующиеся восходящей кривой N-Q, следует запускать при Q=0 (закрытой задвижке на нагнетательном трубопроводе). В этом случае насос потребляет мощность, затрачиваемую на нагревание жидкости в корпусе насоса. Вихревые и осевые насосы, характеризующиеся нисходящей кривой N-Q, следует запускать при открытой задвижке на нагнетательном трубопроводе.

Для всех типов насосов угол наклона кривой η-Q к оси абсцисс возрастает с увеличением подачи насоса до максимума, а затем уменьшается. Если такая кривая имеет плоскую вершину (незначительное изменение к.п.д. в области максимума), насос можно использовать в широком диапазоне подачи.

Запуск центробежного насоса производится в режиме закрытой задвижки, так как при этом наименьшая мощность, потребляемая насосом, а следовательно и минимальный пусковой ток на обмотке электродвигателя.