Работа насоса на сеть, рабочая точка

В любой производственной насосной установке насос работает в системе всасывающего и нагнетательного трубопроводов (см. рис.5). Энергия, создаваемая насосом за счет работы двига­теля, в виде манометрического напора передается жидкости, находящейся в трубопроводах, примыкающих к насосу со сторо­ны всасывания и нагнетания. Эта энергия определяется зави­симостью, выражающей манометрический напор:

.

Статическая часть манометрического напора, которая затра­чивается на преодоление геометрической высоты всасывания z ₁и геометрической высоты нагнетания z ₂,а также на преодоле­ние разности давлений на концах трубопровода P ₂ —P ₁ — не за­висит от подачи насоса. От подачи насоса зависят гидравличе­ские потери в трубопроводах на всасывании и нагнетании. Есте­ственно, чем больше подача насоса в данный трубопровод, тем больше будут гидравлические сопротивления вследствие увели­чения скорости движения жидкости. Гидравлические сопротив­ления во всасывающем круглом трубопроводе могут быть опре­делены в зависимости от подачи Q насоса:

,   (52)

а гидравлические сопротивления в нагнетательном трубопрово­де, аналогично:

. (53)

Таким образом, зависимость манометрического напора H _м от подачи Q принимает вид

(54)

или после простых преобразований

,                            (55)

где

.

Зависимость (55) графически представляет собой парабо­лическую кривую (рис.20). Этот график называют характе­ристикой трубопровода. Он изображает закон изменения напо­ра, необходимого для продвижения жидкости через данную систему всасывающего и нагнетательного трубопроводов при различной подаче насоса. Статическая часть напора при этом не меняется.

Q – H характеристика трубопровода показывает величину теряемого напора при подъеме и нагнетании жидкости, а также преодолении гидравлических сопротивлений в данном трубопро­воде или системе трубопроводов при различной подаче насоса.

Q – H характеристику насоса можно рассматривать как рас­полагаемый напор, создаваемый насосом при различной подаче.

Очевидно, при работе данного насоса на данный трубопро­вод с определенной подачей располагаемый напор, создаваемый насосом, должен быть равен потерянному напору на перекачку жидкости в таком же количестве при прочих равных условиях. Следовательно, характеристики насоса и трубопровода, пред­ставленные в одинаковом масштабе, должны иметь общую точ­ку. Этой общей точкой является точка пересечения Q — H ха­рактеристик насоса и трубопровода (рис.20).

Рабочая точка указывает, какую подачу Q и напор H созда­ет насос при работе на данный трубопровод. Вместе с тем рабо­чая точка является точкой максимальной (предельной) подачи данного насоса на данный трубопровод.

Действительно, по Q — H характеристике насоса увеличение подачи за рабочей точкой соответствует снижению напора, со­здаваемого насосом. В то же время, в соответствии с Q — H ха­рактеристикой трубопровода с увеличением расхода жидкости через трубопровод напор, необходимый для ее перекачивания, увеличивается. Следовательно, при подаче, большей чем та, ко­торая соответствует рабочей точке, данный насос не будет пода­вать жидкость на данный трубопровод в связи с недостатком создаваемого напора.