Характеристика трубопровода, насоса или насосной станции

Характеристика трубопровода – это зависимость потери напора Н от расхода Q, т.е. H = f(Q) (рис. 7.4). Если трубопровод идет на подъем, то . Если на спуск, то ∆z <0. На равнинных участках трубопровода ∆z=0.

  Рис. 7.4. Характеристика трубопровода  

Начальная точка характеристики – потери напора при ламинарном течении жидкости.

Чем больше вязкость перекачиваемой жидкости v, протяженность трубопровода L и чем меньше его диаметр D, тем характеристика круче.

При малых расходах в зоне ламинарного течения зависимость Н от Q линейная (участок 1), а в области турбулентного течения – параболическая (участок 3). Переход от линейной части к параболической (участок 2) показан пунктиром.

  Рис. 7.5. Гидравлический уклон на различных участках трубопровода

При практических расчетах нет необходимости вычерчивать характеристику от начальной точки, соответствующей Q = 0. Вполне достаточно построить характеристику трубопровода по трем или даже двум точкам, находя­щимся в узком диапазоне расходов, ожидаемых при эксплуатации рассчитываемого трубопровода.

Гидравлический уклон на различных участках трубопровода (лупинг, магистраль, вставка) (рис.7.5) показывает конкретные потери напора на каждом его участке, поскольку диаметры этих участков различны.

Лупинг – дополнительный трубопровод, прокладываемый на некоторых участках параллельно основному для повышения его пропускной способности.

На промышленных трубопроводах вставка используется для снижения скорости потока в ней, а гибкая вставка – в качестве компенсатора механических вибраций.

Напорной характеристикой насоса называется зависимость развиваемого им напора Н от подачи Q.

Для поршневых насосов напорная характеристика имеет такой же вид, как и зависимость крутящего момента от частоты вращения для электродвигателя (см рис. раздела). В частном случае для насоса с приводом от синхронного электродвигателя характеристика представляет собой прямую, почти параллельную оси Н.

Для центробежных насосов, применяемых на магистральных нефтепроводах характеристики имеют вид пологопадающих кривых. Участок характе­ристики, соответствующий наиболее высоким значениям к. п. д. – рабочая область очень удачно апроксимируется выражением

,

(7.5)

Часто бывает необходимость совместного решения уравнений характеристик насоса (насосной станции) и трубопровода. В этих случаях вместо (7.5) целесообразно принять

,

(7.6)

В формулах (7.5) и (7.6) а и b – постоянные величины, определяемые обработкой координат точек, взятых в рабочей области характеристики. По смыслу а – напор при Q = 0, а коэффициент b свидетельствует о крутизне характеристики. В формуле (7.6) величина m та же, что и в формуле Лейбензона для потери напора в трубопроводе.

Характеристики насосов получают опытным путем при работе на воде.

При работе на очень вязкой нефти характеристика насосов, становится более крутой. Плотность перекачиваемой жидкости не влияет на характеристику насоса, поскольку напор, развиваемый насосом, остается постоянным при изменении плотности перекачиваемой жидкости.

Увеличение или уменьшение диаметра колеса насоса D, а также частоты вращения n изменяет характеристику. Известно, что

,

(7.7)

Здесь звездочкой обозначены новые, измененные условия. При изменении частоты вращения равенства аналогичные.

При обточке колес (D^*<D) или при уменьшении частоты вращения (n^* < n) характеристика насоса снижается.

Характеристика насоса после обточки колеса до диаметра D^* может быть получена на основании прежней характеристики при помощи формул (7.7). При этом нельзя перестраивать характеристику, пользуясь лишь одной из этих формул.

Если необходимо, чтобы характеристика насоса проходила через точку с координатами Q*; Н*, находящуюся под характеристикой, соответствующей диаметру колеса D, то диаметр колеса после обточки может быть найден по формуле

,

(7.8)

Эта формула выводится из (7.5) и (7.7). Входящие в нее а и b должны быть вычислены по формуле (7.5), исходя из данных характеристики при диаметре D.

Характеристику группы соединенных между собой насосов (суммарную характеристику) получают сложением характеристик насосов, входящих в группу.

Дата добавления: 2015-08-05