ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ НАСОСОВ

В тепловых сетях применяются насосные станции, предназначенные для увеличения располагаемого напора, повышения расхода теплоносителя и изменения давления в трубопроводах тепловой сети. Исследование работы насосной подстанции проводилось на лабораторном стенде, рис. 1 [1].

Была экспериментально исследована последовательная работа насосов LRP25-80/180. Последовательная работа насосов применяется при большом сопротивлении сети и небольших расходах воды. Давления, развиваемые насосами, складываются при одинаковых расходах.

Рисунок 1. Стенд для изучения совместной работы насосов

Схема установки показана на рис. 2.

Рисунок 2. Схема стенда

Для исследования работы насосов были построены эпюры давлений по показаниям манометров, при изменении расхода воды от максимального (линия 1) до минимального (линия 6), рис. 3.

Рисунок 3. Эпюра давлений, развиваемых насосами при изменении расхода воды

По результатам проведённых экспериментов была построена характеристика последовательной работы насосов (рис. 4).

Рисунок 4. Характеристика последовательной работы насосов

На рисунке 4 линиями 1 и 1¢ обозначены зависимости давления от расхода на всасывающем и напорном патрубках первого насоса; линиями 2 и 2¢ – на всасывающем и напорном патрубках второго насоса; линиями 3 и 3¢ – давление, создаваемое насосной установкой; линией 4 показана теоретическая характеристика последовательной работы насосов, полученная сложением давлений насосов при одинаковых расходах. Теоретическая характеристика, полученная расчётом, совпадает с экспериментальными данными.

Найдём мощность насосов и насосной установки, Вт (рис. 5):

N=Р×G×1000/3600,                                             (1)

где Р – давление, развиваемое насосом, кПа; G – подача насоса, м³/ч.

Рисунок 5. Мощность насосов и насосной установки

Линии 1 и 2 – мощность первого и второго насосов N₁ и N₂, линия 3 – мощность установки N_уст. Линией 4 показана теоретическая мощность установки последовательной работы насосов:

N_т = N₁ + N₂.                                             (2)

Найдём КПД установки (рис. 6, линия 1):

h_уст = N_т/N_уст.                                             (3)

Общий КПД (рис. 6, линия 2):

h_уст = N_уст/N_эл,                                           (4)

где N_эл – электрическая мощность, потребляемая насосной установкой.

Рисунок 6. КПД насосной установки

Выводы.

1. При расчёте и проектировании насосных подстанций нужно проверять режимы работы насосов и избегать кавитации, поскольку кавитация снижает мощность и КПД насосных установок.
2. При включении в сеть последовательно такого же нагнетателя давление возрастает меньше, чем в два раза.
3. При последовательной работе насосов расчётным для выбора мощности электродвигателя является режим совместной работы.

Список литературы:

1. Литвинова, Е. Е. Разработка лабораторной установки для исследования совместной работы насосов / Е.Е. Литвинова, А.Е. Литвинов, Т.А. Рафальская // Юный ученый, 2016. – №4. – С. 50-52.