Rad centrifugalne pumpe u cjevovodnoj mreži. Pojmovi i korisne referentne informacije o crpkama i crpnoj opremi Potreban tlak crpne jedinice

Ovdje su objašnjeni pojmovi čije značenje nije objašnjeno u priručniku.

Apsolutni tlak
Apsolutni tlak je omjer sile koja djeluje na infinitezimalnu površinu i površine te površine:

Gdje je dF sila koja djeluje na infinitezimalnu površinu, dS je infinitezimalna površina.
U SI sustavu apsolutni tlak izražava se u [N/m2] ili [Pa].

Atmosferski tlak
Atmosferski tlak je apsolutni tlak koji stvara atmosfera. Veličina atmosferski pritisak određuje pomoću barometara, pa mu je drugi naziv barometarski.

Mjerač pritiska
Vakuummetar je uređaj za mjerenje tlaka ispod atmosferskog. U praksi se najviše koriste mehanički aparati za vakuum s oprugom. Zbog specifičnosti svog uređaja, mehanički vakuum mjerači ne pokazuju apsolutni tlak, već vakuum (vakuum), tj. iznos za koji je apsolutni tlak manji od atmosferskog tlaka.

Usisna visina
Usisna visina je vertikalna udaljenost od razine tekućine u dovodnom spremniku do usisne cijevi crpke.

Geometrijska glava
U užem smislu, geometrijska visina je visina uzdizanja tekućine, tj. vertikalna udaljenost od razine tekućine u dovodnom spremniku do razine u prihvatnom spremniku.
U širem smislu geometrijski pritisak je okomiti položaj određenog presjeka odabranog u fluidu iznad proizvoljno odabrane referentne ravnine.

Dijafragma
Dijafragma - ugrađena u cjevovod tehnički uređaj s prolaznim otvorom za stvaranje i odabir diferencijalnog tlaka medija lokalnim smanjenjem poprečnog presjeka cjevovoda (sužavanje protoka), koristi se zajedno s diferencijalnim manometrom za mjerenje protoka tekućine u cjevovodu.

Diferencijalni manometar (diferencijalni manometar)
Diferencijalni tlakomjer – uređaj za mjerenje razlike (razlike) tlaka između dva razne točke prostora, služi za određivanje protoka tekućine ili plina u cjevovodima, kao i razine tekućine u spremnicima.

Zasunski ventil
Zasun - cjevovodni pribor, čiji se element za zaključavanje pomiče naprijed-natrag okomito na smjer protoka tekućine. Zasuni se koriste za potpuno zatvaranje cjevovoda. Rjeđe se ventili koriste za regulaciju dovoda (protoka) tekućine djelomičnim blokiranjem cjevovoda.

Pretlak
Prekomjerni tlak je razlika između apsolutnog i atmosferskog (barometarskog) tlaka, pod uvjetom da je apsolutni tlak veći od atmosferskog:

Gdje je p – nadpritisak; p – apsolutni tlak; p atm – atmosferski tlak.
Količina prekomjernog tlaka mjeri se pomoću mjerača tlaka.

Kavitacija
Kavitacija je stvaranje i kolaps mjehurića pare u toku tekućine. Kavitacija nastaje kada apsolutni tlak u struji tekućine padne na tlak zasićene pare. Kavitacija je izrazito nepoželjna pojava tijekom rada pumpi, jer je praćena vibracijama elemenata pumpe i cjevovoda, te uništavanjem radnih dijelova pumpe.

Koeficijent lokalnog otpora x
Lokalni koeficijent otpora služi za određivanje gubitka tlaka na lokalnim hidrauličkim otporima (ventili, koljena, filtri, ventili itd.). Općenito, to ovisi o vrsti otpora, promjeru cjevovoda i režimu protoka. Brojčane vrijednosti koeficijenta lokalnog otpora date su u referentnoj literaturi. [3,4]

Koeficijent trenja l
Koeficijent trenja koristi se za određivanje gubitka tlaka uslijed hidrauličkog trenja. Općenito ovisi o režimu strujanja, hrapavosti cjevovoda i promjeru cjevovoda. Za određivanje koeficijenta trenja možete koristiti sljedeće formule:

Formula	Primjenjivost	Područje trenja
		Laminarno strujanje
		Hidraulički glatke cijevi
		Hidraulički grube cijevi
		Samomodeliranje (kvadratni) regija

gdje je d – promjer cjevovoda [m]; e – apsolutna hrapavost materijala cijevi [m].

Reynoldsov kriterij Re
Reynoldsov kriterij karakterizira režim strujanja fluida i određuje se formulom:

Gdje je W brzina protoka fluida [m/s]; d – promjer cjevovoda [m]; r - gustoća tekućine [kg/m 3 ]; m - koeficijent dinamičke viskoznosti tekućine [Pa. S].
Brzina tekućine može se odrediti u smislu brzine protoka i površine poprečnog presjeka protoka:

Ako protok teče kroz kružnu cijev promjera d, tada je površina presjeka jednaka:

Na temelju numeričke vrijednosti Reynoldsovog kriterija može se prosuditi režim (priroda) strujanja tekućine:

	Tekućina teče u laminarnom načinu. Režim laminarnog strujanja karakterizira kretanje čestica tekućine duž putanja paralelnih s općim smjerom strujanja.
	Tekućina teče u prijelaznom (slabo razvijenom turbulentnom) režimu. Ovaj režim karakterizira pojava vrtloga. Vrtlog je kretanje skupine čestica duž rotacijske putanje. Zbog vrtloga dolazi do miješanja strujanja fluida u poprečnom smjeru. Što je vrijednost Reynoldsovog kriterija bliža 10 000, to je više vrtloga.
	Tekućina teče turbulentno. Turbulentni režim prati i pojava velika količina vrtlozi koji miješaju tekućinu.

Tlakomjer za vakuum
Tlakomjer je uređaj za mjerenje tlaka. Tlakomjer za vakuum ima dvije skale. Jedna skala služi za određivanje nadtlaka, a druga za određivanje vakuuma. Takvi se uređaji koriste kada tlak koji treba odrediti može biti viši ili niži od atmosferskog tlaka.

Manometar
Manometar je uređaj za mjerenje tlaka iznad atmosferskog tlaka. U praksi se najviše koriste mehanički opružni mjerači tlaka. Zbog specifičnosti svog uređaja, mehanički manometar ne pokazuje apsolutni tlak, već višak tlaka, tj. iznos za koji je apsolutni tlak veći od atmosferskog tlaka.

Provjeriti ventil
Nepovratni ventil je element cjevovoda koji omogućuje protok tekućine samo u jednom smjeru.

Vakuum
Vakuum je razlika između atmosferskog (barometarskog) i apsolutnog tlaka, pod uvjetom da je apsolutni tlak manji od atmosferskog:

Gdje je pvac – vakuum; p – apsolutni tlak; p atm – atmosferski tlak. Veličina vakuuma mjeri se pomoću mjerača vakuuma.

Statička glava
Revidiranjem mreža cjevovoda statička visina je energija po 1 N tekućine koja se mora potrošiti da bi se tekućina održala nepomičnom u mreži cjevovoda. Statička visina najjednostavnije mreže cjevovoda određena je formulom:

Gdje je H g geometrijska glava; P 2 – tlak u prihvatnom spremniku; P 1 – tlak u dovodnom spremniku.
Nije teško primijetiti da što je veći tlak u prihvatnom spremniku, tj. spremnik u koji se tekućina pumpa, veći statična glava moraju biti osigurani za suzbijanje ovog pritiska.

Karakteristika cjevovoda je ovisnost ukupnog gubitka tlaka (ili tlaka) u cjevovodu o protoku:

Σ h = f(q)

Dakle, karakteristika cjevovoda je potrebna krivulja tlaka pomaknuta u ishodište. Karakteristike cjevovoda poklapaju se s krivuljom potrebnog tlaka pri N st =0.

Razmotrimo jednostavan cjevovod konstantnog poprečnog presjeka, koji se proizvoljno nalazi u prostoru (slika 6.1), ima ukupnu duljinu l i promjer d, a također sadrži broj lokalni otpor(ventil, filter i provjeriti ventil). U početnoj dionici cjevovoda 1-1 geometrijska visina je z 1 i višak tlaka P 1, te u završnom dijelu 2-2 - odnosno z 2 I R 2. Zbog konstantnog promjera cijevi, brzina strujanja u ovim dionicama je ista i jednaka ν.

Riža. 6.1. Shema jednostavan cjevovod

Napišimo Bernoullijevu jednadžbu za presjeke 1-1 I 2-2 . Budući da je brzina u obje dionice ista i α 1 = α 2, pritisak brzine se može zanemariti. U ovom slučaju dobivamo

Piezometrijsku visinu na lijevoj strani jednadžbe nazvat ćemo potrebnim tlakom N input. Ako je navedena pijezometrijska visina, tada se naziva raspoloživi tlak N disp. Taj tlak je zbroj geometrijske visine H protoka do koje se tekućina diže, piezometrijske visine na kraju cjevovoda i zbroja svih gubitaka tlaka u cjevovodu.

Zbroj prva dva člana nazovimo statičkim tlakom, koji predstavljamo kao neku ekvivalentnu geometrijsku visinu

a zadnji član Σ h- kao funkcija snage protoka

Σ h = KQm

H potrošnja = H st + KQ m

Gdje K- vrijednost koja se naziva otpor cjevovoda;
Q- potrošnja tekućine;
m- eksponent koji ima različita značenja ovisno o režimu strujanja.

Sustavi grijanja moraju se ispitati na otpornost na pritisak

U ovom ćete članku naučiti što statički i dinamički pritisak sustavi grijanja, zašto su potrebni i po čemu se razlikuju. Razmotrit će se i razlozi njegova povećanja i smanjenja te metode za njihovo uklanjanje. Osim toga, govorit ćemo o tome kakav pritisak doživljavaju različiti sustavi grijanja i metode za ovo ispitivanje.

Vrste tlaka u sustavu grijanja

Postoje dvije vrste:

statistički;
dinamičan.

Što se dogodilo statički tlak sustavi grijanja? To je ono što nastaje pod utjecajem gravitacije. Voda pod vlastitom težinom pritišće stijenke sustava silom proporcionalnom visini na koju se diže. Od 10 metara ova brojka je jednaka 1 atmosferi. U statističkim sustavima ne koriste se protočni ventilatori, a rashladna tekućina cirkulira kroz cijevi i radijatore gravitacijom. To su otvoreni sustavi. Maksimalni tlak u otvoreni sustav grijanje je oko 1,5 atmosfera. U moderna gradnja takve se metode praktički ne koriste, čak ni pri instaliranju autonomnih krugova seoske kuće. To je zbog činjenice da je za takvu shemu cirkulacije potrebno koristiti cijevi velikog promjera. Nije estetski lijepo i skupo.

Dinamički tlak u sustavu grijanja može se prilagoditi

Dinamički pritisak u zatvoreni sustav grijanje se stvara umjetnim povećanjem protoka rashladne tekućine pomoću električna pumpa. Na primjer, ako govorimo o visokim zgradama ili velikim autocestama. Iako se sada čak iu privatnim kućama crpke koriste pri ugradnji grijanja.

Važno! Riječ je o o prekomjernom tlaku bez uzimanja u obzir atmosferskog tlaka.

Svaki sustav grijanja ima svoju dopuštenu granicu čvrstoće. Drugim riječima, može izdržati različita opterećenja. Da saznam koji radni tlak u zatvorenom sustavu grijanja potrebno je statičnom stvaranom vodenom stupcu dodati dinamički, pumpan pumpama. Za pravilan rad sustava, očitanja manometra moraju biti stabilna. Manometar je mehanički uređaj koji mjeri silu kojom se voda kreće u sustavu grijanja. Sastoji se od opruge, kazaljke i vage. Na ključnim mjestima postavljeni su mjerači tlaka. Zahvaljujući njima možete saznati koji je radni tlak u sustavu grijanja, kao i identificirati greške u cjevovodu tijekom dijagnostike.

Padovi tlaka

Da bi se kompenzirale razlike, dodatna oprema je ugrađena u krug:

ekspanzijska posuda;
ventil za hitno otpuštanje rashladne tekućine;
otvori za zrak.

Ispitivanje zraka - ispitni tlak sustava grijanja se podigne na 1,5 bara, zatim spusti na 1 bar i ostavi pet minuta. U tom slučaju gubici ne bi trebali prelaziti 0,1 bar.

Ispitivanje vode - pritisak se povećava na najmanje 2 bara. Možda i više. Ovisi o radnom tlaku. Maksimalni radni tlak sustava grijanja mora se pomnožiti s 1,5. Za pet minuta gubici ne bi smjeli prijeći 0,2 bara.

Ploča

Hladno hidrostatsko ispitivanje - 15 minuta uz tlak od 10 bara, gubitak ne veći od 0,1 bar. Vruće ispitivanje - podizanje temperature u krugu na 60 stupnjeva tijekom sedam sati.

Testirajte s vodom, pumpajući 2,5 bara. Dodatno se provjeravaju grijači vode (3-4 bara) i crpne jedinice.

Mreža grijanja

Dopušteni tlak u sustavu grijanja postupno se povećava do razine veće od radnog tlaka za 1,25, ali ne manje od 16 bara.

Na temelju rezultata ispitivanja sastavlja se izvješće, koje je dokument kojim se potvrđuju karakteristike rada navedene u njemu. To uključuje, posebice, radni tlak.

Predavanje 13

13. RAD CRPKI NA MREŽI.

14.1 Ravnoteža tlakova protoka u cjevovodu s pumpom uključenom u njega.

14.2. Montažna statička glava.

14.4.Obilježja rada crpke.

14.4.1 Vakuum u usisnom vodu.

14.5. Kontrola protoka pumpe.

14.6. Problemi oko rada crpki na mreži.

14.7. Kontrola hranjenja pumpna jedinica.

14.1 Ravnoteža tlakova protoka u cjevovodu s pumpom uključenom u njega.

Pri radu na mreži crpke se smatraju izvorima koji prenose energiju tekućini, dok se radni proces crpki ne uzima u obzir.

Za rješavanje problema rada crpki u mreži koristi se ravnoteža tlakova protoka u cjevovodu s crpkom uključenom u njega.

Uz ravnomjerno kretanje tekućine u cjevovodu, uključivanje pumpe kao izvora energije mijenja jednadžbu ravnoteže tlaka.

Napor crpke je zbroj razlike u tlaku na krajnjoj i početnoj točki plus gubici od početne točke do krajnje točke (Sl. 14.1). Napor pumpe je energija koju pumpa prenosi po jedinici težine pumpane tekućine.

Hn+ H 1 = H2+∑ hp 1-2, (14.3)

Hn+ H 1 - h p. ned = H2+ h p.n. ,

Gdje H 1 I H 2 - pune glave protok u početnom 1 i posljednjem 2 dijelu cjevovoda, ∑ h p1-2 = h p.s. + h p.n. - zbroj gubitaka tlaka u cjevovodu između sekcija 1 i 2, odnosno u usisu h p. ned - i tlačni kanal h p.n. .

Tlak crpke služi za povećanje tlaka protoka i svladavanje hidrauličkog otpora u cjevovodu.

Tlakovi H 1 i H 2 su pritisci u točki 1 i točki 2. Jednadžba tlaka (14.1) ne uzima u obzir gubitke između usisnog i ispusnog otvora i (14.1) je pojednostavljena jednadžba ravnoteže tlaka.

14. 2. Statička glava instalacije.

Mreža na kojoj crpka radi može biti jednostavan ili složen cjevovod, au nekim slučajevima također uključuje hidrauličke motore koji pretvaraju hidrauličku energiju koju crpka prenosi u koristan mehanički rad.

Dijagram crpne instalacije kada crpka radi na jednostavnom cjevovodu prikazan je na sl. 14.1. Crpka pumpa tekućinu iz prijemnog spremnika A u tlačni spremnik B kroz cjevovod koji se sastoji od usisne i ispusne cijevi.

Statička visina instalacije je razlika između hidrostatske visine tekućine u tlačnim i prihvatnim spremnicima:

(14.3)

Ako je tlak na slobodnim površinama tekućine u spremnicima jednak atmosferskom tlaku, kao za instalaciju prikazanu na Sl. 14.1, statički tlak je razlika u razinama tekućine u spremnicima: , tj. visina dizanja tekućine u instalaciji.

Ako tlak u spremnicima tijekom rada pumpe nije jednak atmosferskom tlaku, pogledajte sl. 14.2, na primjer, u opskrbnom spremniku postoji vakuum, au tlačnom spremniku postoji nadtlak veći od atmosferskog tlaka, statički tlak jednak je razlici piezometrijskih razina u spremnicima. Montažna statička glava

14.3. Potreban pritisak pumpna jedinica.

Potreban tlak instalacije, Npotr, energija je koja se mora prenijeti na jediničnu težinu tekućine da bi se pomaknula iz prihvatnog spremnika u tlačni spremnik kroz cjevovod instalacije pri zadanoj brzini protoka. .

14.3.1. Prilikom rada crpke na dugom cjevovodu zanemarite pritisci male brzine u spremnicima i tlak velike brzine na izlazu, dobivamo,

(14.4)

Gdje ∑ h p.n. = hp.sun.+ hp.n. - zbroj gubitaka tlaka:

hp.sunce. - u usisnom vodu, uključujući gubitke na ulazu u usisnu cijev;

hp.n. – u tlačnoj cjevovodu, uključujući gubitak prilikom izlaska u tlačni spremnik.

14.3.2. Pri radu crpke na cjevovodu opremljenom konvergentnom krajnjom mlaznicom (slika 14.3), tlak brzine na izlazu iz mlaznice usporediv je s gubicima duljine u cijevima i mora se uzeti u obzir u jednadžbi potrebnog tlaka .

Potreban tlak kada se uzme u obzir brzinski tlak jednak je

(14.5)

Gdje V 2 /2 g - brzinski tlak na izlazu iz tlačne cijevi (pod pretpostavkom turbulentnog režima, za koji je α = 1). Ako su usisni gubici bili značajni, trebalo bi ih uzeti u obzir. Zbog toga su promjeri usisnih cjevovoda veći od tlačnih, postoje standardi za brzinu strujanja u usisnim i tlačnim cjevovodima.

14.3.3. U stacionarnim uvjetima rada instalacije, kada se brzina protoka u cjevovodnom sustavu ne mijenja tijekom vremena, tlak koji razvija pumpa jednak je potrebnom tlaku instalacije:

Nn = Npotr (14.6)

14.4. Karakteristike pumpe.

Karakteristike pumpe pri određenoj brzini vrtnje su sljedeće:

· opskrba (volumen tekućine koju pomiče pumpa po jedinici vremena) Q(m 3 /s),

· pritisak N (j/N = m)

· snaga motora koju troši pumpa Nd, (W),

· korisna snaga crpke jednaka je energija koja se po jedinici vremena prenosi protoku tekućine, definirana kao produktN pon =Qn*ρgH n,

Učinkovitost pumpe jednaka je omjeru korisne snage pumpe Npn na snagu koju troši pumpa, tj. snaga motora Ndoor:

(14.7)

Približan prikaz karakteristike crpke prikazane su na sl. 14.6. Karakteristika se obično daje u obliku grafikona ili tablice.

14.5 Vakuum u usisnom vodu.

Tlak crpke pri poznatoj brzini protoka može se izmjeriti pomoću mjerača tlaka V i M koji su ugrađeni u njezine ulazne i izlazne dijelove (Sl. 14.5).

Kada se crpka nalazi iznad prijemne razine, otvorena prema atmosferi, nastaje vakuum u ulaznom dijelu crpke (višak tlaka Rvs< 0). Выделив подчеркиванием в уравнении 14.9 величины составляющие разряжение, получим значение вакуума во всасывающем патрубке насоса V:

Veličina vakuuma V na ulazu u pumpu određena je visinom stupca tekućine za ravnomjerno gibanje u usisnom vodu, ako je tlak iznad tekućine u prihvatnom spremniku atmosferski.

Svaki način rada crpke u ovoj instalaciji odgovara „dopuštenoj visini usisavanja vakuuma - Nvac.extra "(dopuštena vrijednost vakuuma): N vac.add ≤ Rat , tj. N vac.dodaj.<0.

Veličina Nvac.extra ovisi, za dati način rada crpke, o tlaku pare tekućine i atmosferskom tlaku.

Vakuum u usisnoj cijevi mora biti manji od "dopuštene visine usisavanja vakuuma": V ≤ N vac.add. , odnosno manji od dopuštenog vakuuma, što osigurava odsutnost pojava kavitacije u pumpi. Na sl. 14.5 to se može shvatiti u smislu da zbroj V ≤ N vac.add.

Budući da tijekom rada crpke ovaj uvjet mora biti ispunjen V ≤ Nvac.extra , pomoću formule (14.10) određuje se dopuštena geometrijska usisna visina crpke Zall.extra . Ako Zall.extra< 0 pumpa mora biti smještena ispod razine u prihvatnom spremniku).

14.6. Rad crpke na mreži. Određivanje radne točke.

Kod rada crpke na mreži potrebno je odrediti radnu točku ili točku zajedničkog rada crpke i instalacije, tj. cjevovod.

Navedene karakteristike ugradnje i potrebnu opskrbu Q ulaza, prema karakteristikama instalacije odaberite pumpu za potrebnu opskrbu Q ulaza.

Metodologija izrade radne točke.

1. Ishodište koordinata Q - H nalazi se na piezometrijskoj razini u prihvatnom (dovodnom) spremniku, ta razina je odabrana kao ishodište tlaka.

2. Na koordinatnoj ravnini H-Q konstruirana je karakteristika pumpe Hn = f(Q). Obično se daje grafički ili tabelarno.

3. Izgrađene su karakteristike instalacije. Instalacijska karakteristika je zbroj Nst statičkog tlaka i karakteristika cjevovoda - ∑ hp:

u kojem ∑ hp- karakteristike cjevovoda ili ovisnost ukupnih gubitaka tlaka u cjevovodu o protoku, uključujući gubitke u usisnom i tlačnom cjevovodu.

4. Radna točka instalacije je točka u kojoj se sijeku karakteristike crpke i cjevovoda. Na temelju radne točke nalaze se vrijednosti Q ulaza i N ulaza.

5. U stacionarnim uvjetima rada, vrijednosti Qin = Qn, Hin = Hn koje se nalaze u točki raskrižja su početne vrijednosti za odabir pumpe i motora za pogon pumpe.

Mjesto prihvatnog spremnika može se odrediti u tri opcije: 1) Nst>0; 2) Nst = 0; 3) Nst< 0, что отмечено на рис.14.6. В зависимости от характеристики установки положение рабочей точки будет разным.

Karakteristike cjevovoda ovise o načinu kretanja fluida u cjevovodu.

U turbulentnom režimu, karakteristika cjevovoda je blizu kvadratne ovisnosti ∑ h p =k*Q 2. Koeficijent otpora cjevovoda k jednak je zbroju koeficijenata k sun usisnog i tlačnog voda k n:

k =k sunce +k n,

od kojih je svaki izražen formulom .

Veličine uključene u k su konstantne ili su kao takve dane u prvoj aproksimaciji; ako je neka od njih nepoznata, najčešće od ostalih, to se odnosi na λ. Vrijednost λ se koristi za postavljanje i iscrtavanje karakteristika cjevovoda u obliku parabole.

Karakteristike instalacije konstruiraju se pomicanjem duž osi tlaka za određeni iznos Nst, na Nst = 0 karakteristika instalacije prolazi kroz ishodište koordinata iu ovom slučaju ima oblik

Nn = ∑ hp.

U ovom slučaju, u radnoj točki crpke, tlak se u potpunosti troši na svladavanje hidrauličkog otpora sustava. Ova vrsta uključuje cirkulacijska postrojenja, gdje se razine primanja i tlaka podudaraju (Sl. 14.7).

Na N sv< 0 (razina tlaka ispod razine primanja) tekućina može teći u donji rezervoar gravitacijom u količini Qc, a pumpa se koristi ako je protok veći od QNZ > Qs (vidi sliku 14.7).

Ako je kretanje u cjevovodu laminarno, karakteristike cjevovoda izražavaju se formulom ∑ hp = k* Q , u kojem je koeficijent cjevovoda k jednak

14.7. Kontrola protoka pumpe.

Karakteristika izvedbe centrifugalna pumpa ima nazivne parametre koji odgovaraju dugotrajnom i ekonomičnom radu. Međutim, postoji potreba za promjenom karakteristika crpke u skladu sa zahtjevima instalacije koja se stvara. Postoji nekoliko metoda za regulaciju parametara crpne jedinice.

14.7.1. Kontrola protoka promjenom brzine pumpe

Ponovno izračunavanje karakteristika lopatice pumpe kada se brzina motora mijenja (Sl. 14.8) provodi se pomoću zakona proporcionalnosti, izražavajući svojstva takvih načina rada ove pumpe pri različitim brzinama vrtnje. Ovom metodom mijenja se karakteristika pumpe i radna točka pomiče duž zadane konstantne karakteristike instalacije (sl. 14.8).

Točke svake obitelji sličnih modusa leže u koordinatama Qn-N na kvadratnoj paraboli, čiji je vrh u ishodištu koordinata; to je parabola sličnih modusa. (Slika 14.8).

Kada se koriste zakoni proporcionalnosti u pogledu protoka, tlaka, snage, napravljene su sljedeće pretpostavke.

1. Smatra se da se uspoređeni slični modovi nalaze u zoni turbulentne samosličnosti i da promjena Reynoldsovog broja ne utječe na raspodjelu brzina u kanalima pumpe i njihove koeficijente otpora.

2. Pretpostavlja se da za slične načine rada vrijednosti učinkovitosti pumpe mogu biti približno iste (η 1 = η 2).

3. Pretpostavlja se da crpka radi na istu tekućinu (ρ 1 = ρ 2).

14.7.2. Metodologija za određivanje nove brzine vrtnje centrifugalne pumpe ako je potrebno promijeniti njezin protok (Sl. 14.9) .

Zadano: a) karakteristike crpke pri n o/min; b) karakteristike cjevovoda (instalacije). c) Točka A njihovog sjecišta je radna točka sustava: Qn i Nn su protok i tlak crpke za ovu radnu točku.

Potrebno je odrediti novu brzinu pumpe n x , pri čemu će se posmak Q I povećati (ili smanjiti) za m%.

Metoda određivanja frekvencije.

1. Ucrtane su karakteristike crpke i cjevovoda (sl. 14.9a i 14.9b).

2. Na temelju zadane promjene posmaka (za ± m%) nalazimo vrijednost Q I i nanosimo tu vrijednost na apscisnu os.

3. Nacrtajte okomitu liniju Q I dok se ne presječe s karakteristike cjevovoda, dobivamo novu radnu točku B (Q I i H I) instalacije. Karakteristika pumpe mora proći kroz ovu točku željenom brzinom. n x .

4. Određujemo koeficijent parabole takvih načina iz vrijednosti Q I i H I.

5. Gradimo parabolu sličnih modova H par.p.r = k*Q 2 i nalazimo točku njezinog sjecišta s karakteristikom pumpe - C.

6. Na temelju vrijednosti Q II i H II u točki C određujemo broj okretaja crpke koristeći formule sličnosti.

14.7.1. Regulacija protoka crpne jedinice prigušnom metodom.

Protok centrifugalne (krilne) pumpe može se podesiti metodom prigušivanja ugradnjom prigušnice s promjenjivim otporom u cjevovod (ventil, slavina, slavina itd.). Pri promjeni otvora prigušnice mijenja se instalacijska karakteristika (nagib karakteristike cjevovoda) i radna točka se pomiče duž zadane karakteristike crpke (slika 14.10). Ovakav način upravljanja opskrbom povezan je s dodatnim gubicima energije u prigušnici i stoga je neekonomičan.

Protok lopatičnih crpki također se može kontrolirati zaobilaženjem tekućine od tlačnog voda do usisnog voda (ili do prijemnog spremnika) kroz premosnu cijev s podesivim prigušnikom.

14.9. Kontrola dovoda pomoću premosnog voda.

Na sl. 14.11 daje rješenje problema rada centrifugalne crpke u instalaciji opremljenoj obilaznom cijevi kroz koju se tekućina prenosi iz tlačnog voda u usisni vod za regulaciju protoka crpke.

1. Postavljene su karakteristike crpke i potreban protok Qpotr.

2. Iz Nst se gradi karakteristika instalacije Nst = Nst + h AD.

3. Konstruirana je karakteristika cjevovoda h= h CFB.

3. Konstruirana je spojna karakteristika cjevovoda h AD +h CFB.

4. Pronađena je radna točka A: sjecište karakteristike h AD + h CFB s karakteristikom pumpe; pronađene su vrijednosti Qn i Nn.

5. Pravac Hn povučen je paralelno s osi apscise; kada se siječe s karakteristikom h CFB =f(Q), nalazi se t.B, u kojem je brzina protoka curenja q kroz obilazni vod a protok u vodu SD – Q. Qn = q + Q

14.8. Problemi s radom pumpe na složenom (razgranatom)

cjevovod.

Razmatraju se dva problema s dijagramima: rad pumpe na cjevovodu s paralelnim ograncima i na cjevovodu s krajnjim razvodom.

U prvom slučaju, problem se rješava na isti način kao kod rada na jednostavnom cjevovodu, koristeći ukupne karakteristike složenog cjevovoda, uključujući otpor njegovog razgranatog dijela.

U drugom slučaju, tijekom terminalne distribucije, razmatra se način rada centrifugalne pumpe na dva tlačna spremnika s različitim razinama - hidrostatskim tlakovima tekućine.

Ovisno o odnosu između elemenata instalacije, crpka može pumpati tekućinu iz prihvatnog spremnika A u oba spremnika C i B ili može zajedno s gornjim spremnikom B hraniti donji spremnik C.

Rješenje se temelji na određivanju piezometrijske razine u čvoru B, pri kojoj je zadovoljen uvjet ravnoteže protoka u cijevima uz čvor.

1. Karakteristika crpke je dana grafom.

2. Količina gubitaka u usisnom cjevovodu h AN = hall cjevovodu i tlačnom cjevovodu h N V = hn može se odrediti formulama: ∑ h p = kQ 2 , ∑ hp = k* Q.

3. Koristeći ove formule, možete iscrtati ovisnost tlaka (piezometrijska razina) u čvoru B o opskrbi crpke, oduzimajući gubitak tlaka u ANB cijevi (H B krivulja) od ordinate tlačne karakteristike crpke.

N B = Nn – hs- hn.

4. Pronašavši točku I sjecišta tlačne linije Hb c s karakteristikom cijevi BC, izgrađene od piezometrijske razine u spremniku C, određujemo smjer kretanja u cijevi VD koja vodi do gornjeg spremnika.

Ako se ta točka I nalazi iznad razine u spremniku B, tada crpka opskrbljuje oba spremnika.

5. U ovom slučaju crtamo ovisnost ukupnog protoka u cijevima BC i BD o piezometrijskoj razini u čvoru B, točka njezinog sjecišta s krivuljom HB određuje pijezometrijsku razinu u čvoru B, brzine protoka u cijevi i način rada crpke (radna točka sustava).

6. Ako se točka sjecišta linija HB i BC" nalazi ispod razine u spremniku D, potonji hrani spremnik C zajedno s pumpom. U tom slučaju (isprekidane linije na sl. 14.12) nacrtajte ovisnost ukupnog protok u cijevima AB i BB na pijezometrijskoj razini u čvoru B (zbrajanjem krivulja HB i BB za protoke); točka presjeka ove krivulje s karakteristikom cijevi BC' je radna točka sustava .

8. Kada radi nekoliko crpki paralelno ili u seriji, da biste odredili način rada sustava, prvo morate konstruirati ukupnu karakteristiku crpki, a zatim pronaći radnu točku sustava na uobičajeni način, tj. sjecište karakteristika crpke s karakteristikama instalacije.

Za konstruiranje ukupnih karakteristika crpki kada su paralelno spojene, potrebno je dodati karakteristike crpki duž apscise (brzine protoka), a kada su spojene u seriju - duž ordinate (panorame).

14.9. Posao paralelne pumpe i dosljedno

spojene pumpe na jednostavan cjevovod.

Na sl. 14.14 prikazuje dijagram paralelni rad centrifugalne pumpe na jednostavnom cjevovodu i dano je grafičko rješenje ovog problema.

14.10. Značajke rada na mreži potisnih pumpi.

Za volumetrijske pumpe (klipne, rotacijske itd.) protok Qn može se uzeti kao prva aproksimacija neovisna o tlaku koji razvija pumpa Nn a proporcionalan brzini pumpe. Protok klipne pumpe, na primjer, određen je formulom

gdje su F i S površina i hod klipa; n je broj dvostrukih hodova klipa u minuti (brzina radilice); z je broj radnih komora (cilindara) pumpe; ηo - koeficijent protoka pumpe. U opći pogled snabdijevanje pumpama s pozitivnim pomakom različite vrste izražen formulom

gdje je W radni volumen crpke (njezina opskrba po okretaju osovine), ovisno o vrsti i veličini crpke.

Uz naznačenu aproksimaciju tlačne linije Nn = f(Qn) na karakteristikama volumetrijskih crpki može se prikazati u obliku okomitih ravnih linija Qn =const, od kojih svaka odgovara određenoj brzini vrtnje crpke (sl. 14.16). U stvarnosti, brzina protoka bilo koje pumpe s pozitivnim pomakom pri određenoj brzini donekle se smanjuje kako se visina pumpe povećava.

Režim rada volumetrijske crpke u hidrauličkom sustavu određuje se na isti način kao i kod krilne pumpe, tako da se karakteristike pumpe i hidrauličkog sustava ucrtaju na jedan graf u koordinatama Q - H i pronađe točka njihova sjecišta - radnu točku sustava.

Budući da je protok volumetrijskih pumpi gotovo neovisan o tlaku, metoda regulacije protoka prigušivanjem nije primjenjiva na volumetrijske pumpe (potpuno zatvaranje prigušnice na izlazu volumetrijske pumpe može dovesti do nezgode ako nisu osigurani posebni sigurnosni uređaji ).

Kontrola napajanja u hidrauličkim sustavima i instalacijama s pumpama s pozitivnim pomakom može se provesti promjenom brzine vrtnje pumpe (vidi sl. 14.16) ili korištenjem posebnih pumpi s promjenjivim napajanjem, u kojima se radni volumen W mijenja u hodu. Međutim, u većini slučajeva, kontrola opskrbe u hidrauličkim sustavima s pumpama s pozitivnim pomakom proizvedena je manje ekonomično, ali većina na jednostavan način premošćivanje tekućine od tlačnog do usisnog voda. U tu svrhu koriste se različiti podesivi prigušnici i preljevni ventili, kao i strojevi za istovar i drugi posebni uređaji.

Na sl. Slika 14.17 prikazuje dijagram crpne jedinice s potisnom pumpom i zaobilaznom cijevi opremljenom podesivim prigušnikom.

Da biste odredili način rada crpke pri zadanom tlaku Po u tlačnom spremniku i određenom otvoru prigušnice, možete koristiti grafičku konstrukciju prikazanu na sl. 14.13. Pri rješavanju sličnog problema s krilnom pumpom, obilazna cijev se smatrala ogrankom cjevovoda na koji radi pumpa sa zadanom karakteristikom.

U nekim slučajevima, druga metoda rješavanja ovog problema je prikladnija, u kojoj se obilazna cijev smatra dodatni element sama pumpa, mijenjajući je karakteristika izvedbe. Nakon što su karakteristike crpke i karakteristike obilazne cijevi nacrtane na općem grafikonu u koordinatama Q -H, treba od prve oduzeti drugu u smislu troškova; za to je potrebno različita značenja tlak pumpe, oduzmite brzinu protoka u obilaznoj cijevi od njezine opskrbe (jer je raspoloživi tlak u premosnoj cijevi jednak tlaku crpke).

Rezultirajuća AB krivulja predstavlja karakteristiku crpke zajedno s preljevnom cijevi. Sjecište ove krivulje s karakteristikama hidrauličkog sustava (krivulja LD određuje radnu točku sustava (točka B), tj. protoke Q u tlačni spremnik i u obilazni cjevovod q, kao i protok Qp i tlak pumpe. Hn (radna točka crpke C).

S bilo kojim drugim otvaranjem leptira za gas mijenja se njegova karakteristika, a time i karakteristika crpke zajedno s premosnom cijevi; u ovom slučaju, radna točka sustava se pomiče.

Na sl. Na slici 14.18 shematski je prikazana instalacija s volumetrijskom pumpom i preljevnom pumpom, čija je opruga podešena na zadani tlak Nspch, koji određuje trenutak njenog otvaranja. Grafikon prikazuje definiciju načina rada crpke, tj. pronalaženje radnih točaka pri tri različita tlaka u tlačnom spremniku.

Za određivanje načina rada crpke, kao u prethodnom dijagramu, od karakteristike crpke oduzmite karakteristiku preljevnog ventila, tj. dobiti zbirne karakteristike crpke zajedno s ventilom (linija ABC). Točke sjecišta ove krivulje sa karakteristikama hidrauličkog sustava u tri navedena slučaja određuju radne točke 1, II, III pumpe.

Kao što se može vidjeti na Sl. 14.18, pri tlaku pumpe Nn< Нрасч (случай 3) вся подача насоса идет в напорный бак; при Н >Osim toga (slučajevi 1 i 2), dio protoka pumpe se vraća na usisnu stranu.

Pri korištenju razmatranih metoda za rješavanje problema o radu volumetrijskih crpki u mreži, treba imati na umu da se eksperimentalne karakteristike volumetrijskih crpki obično daju u obliku ovisnosti protoka crpke Qn‚ i njezine učinkovitosti o tlak pumpe Pn (sl. 14.19).

Tlak pumpe predstavlja energiju koju pumpa daje

jedinični volumen dizane tekućine, a povezan je s tlakom pumpe omjerom

U praksi je pH vrijednost jednaka porastu tlaka tekućine od usisnih do tlačnih cijevi crpke. Korisna snaga crpke izražava se formulom

Da bismo razumjeli ovo pitanje, pogledajmo osnovne pojmove o kojima ovisi tlak i tlak crpke.

Geodetska (statička) visina usisne pumpe

Definira se kao razlika u geodetskoj razini između ulaza pumpe i slobodne površine tekućine u najnižem spremniku, mjerena u metrima (m).

Statička visina isporuke (statička visina) pumpe

Definira se kao razlika u geodetskoj razini između izlazne cijevi i najviše točke hidrauličkog sustava u koju se mora dovoditi tekućina.

Gubitak usisnog tlaka pumpe

To su gubici trenja između tekućine i stijenki cjevovoda i ovise o viskoznosti tekućine, kvaliteti hrapavosti površine stijenki cjevovoda i protoku tekućine. Kada se protok udvostruči, gubitak tlaka se povećava na drugu snagu

Podaci o gubicima tlaka u cjevovodu, koljenima, spojnicama itd. pri različitim brzinama protoka mogu se dobiti od dobavljača.

Konačni tlak pumpe

To je tlak koji mora biti prisutan na mjestu gdje se tekućina mora dovoditi.

Početni tlak pumpe

To je pritisak na slobodnu površinu tekućine na mjestu unosa vode. Za otvoreni rezervoar ili spremnik, to je jednostavno atmosferski (barometarski) tlak.

Stupac vode visok 10 m vrši isti pritisak kao stupac žive (Hg) visok 0,7335 m. Množenjem visine stupa (tlaka) s gustoćom tekućine i gravitacijskim ubrzanjem (g), dobivamo tlak u newtonima po četvorni metar(N/m2) ili u paskalima (Pa). Budući da je to vrlo beznačajna vrijednost, u praksu rada crpki uvedena je mjerna jedinica jednaka 100 000 Pa, nazvana bar.

Jednadžba se može riješiti u metrima visine stupca tekućine:

ρv ] g ] hv = ρHg ] g ] hHgρv ] hv = ρHg ] hHghv = hHg ]

Da bismo razumjeli ovo pitanje, pogledajmo osnovne pojmove o kojima ovisi tlak i tlak pumpe." />