Регулирование изменением частоты вращения насоса

Изменение частоты вращения приводит к изменению рабочих характеристик насоса Н = f (Q), N = f (Q) при неизменной характеристике потребного напора Н_п = f (Q). Такое регулирование требует применение электродвигателей с переменной частотой вращения.

Для определения новой частоты вращения n, при которой будет обеспечен потребный расход Q_р необходимо рассчитать и построить параболу подобных режимов, для чего используют выражение Н_пар = kQ², где k – постоянная параболы, а Q – текущий расход, принимаемый из характеристики насоса. Поэтому сначала необходимо на стандартном формате построить все характеристики насоса Н = f (Q), N = f (Q), η = f (Q) и сюда же нанести характеристику потребного напора Н_п = f(Q), координаты которой были определены в п. 2.6.1. Затем на оси расходов отметить значение Q_р и провести вертикальную линию до пересечения ее с характеристикой Н_п = f (Q), что будет соответствовать точке А с параметрами Q_р и Н_р (рис. 2.9).

По параметрам этой точки необходимо определить постоянную параболы подобных режимов k = Н_р / Q_р². Задаваясь значениями Q в пределах характеристики ранее выбранного насоса (табл. 2.2) по выражению Н_пар = kQ² определяем координаты точек параболы подобных режимов и записываем их в таблицу (табл. 2.8).

Таблица 2.8

По этим значениям строим на этом же стандартном формате графическую зависимость Н_пар = kQ², пересечение которой с характеристикой насоса Н = f (Q) даст нам точку В с координатами Q_в и Н_в (рис. 2.9).

Так как точки А и В находятся на одной и той же параболе подобных режимов, то режимы, которые соответствуют им, подобны (это соответствует теории подобия центробежных насосов) и, используя один из них, можно определить новую частоту вращения n₁, при которой будет обеспечен требуемый расход Q_р: Q_в / Q_р = n / n₁, где n – частота вращения выбранного насоса. Для упрощения все параметры, соответствующие новой частоте вращения n₁, будем обозначать индексом «1» (Q₁, Н₁, N₁), а все параметры выбранного насоса с частотой вращения n без индекса. Используя законы подобия центробежных насосов, необходимо пересчитать все параметры ранее выбранного насоса (табл. 2.2) на новую частоту вращения n₁: Q / Q₁ = n / n₁, Н / Н₁ = (n / n₁)² и N / N₁ = (n / n₁)³. Все полученные значения представить в табличной форме (табл. 2.9).

Рис. 2.9

Таблица 2.9

По полученным значениям на этом же формате построить графические зависимости Н₁ = f (Q₁) и N₁ = f (Q₁) при новой частоте вращения n₁ (рис. 2.9).

В заключение студент должен дать краткий анализ рассмотренных и других способов регулирования производительности центробежных насосов с указанием их преимуществ и недостатков.