<< Пред. стр. 3 (из 7) След. >>
Список литературы по разделу
где
.
4.
Материалы к лекции №4
Автоматизация центробежных насосов
Основные показатели работы насосов
* Производительность, или подача, Q (м3/ceк) - объем жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени.
* Напор Н (м) - удельная энергия, сообщаемая насосом единице веса перекачиваемой жидкости.
(1)
где чл.1 - высота подъема жидкости в насосе;
чл.2 - разность пьезометрических напоров;
чл.3 - разность динамических напоров.
* Полезная мощность Nn - это мощность, затрачиваемая насосом на сообщение жидкости энергии:
(2).
* Мощность на валу насоса Ne - это отношение полезной мощности Nn к к.п.д. насоса:
(3).
* Коэффициент полезного действия насоса ?н
(4).
где ?v = Q/QТ - объемный к.п.д.;
- гидравлический к.п.д.
?мех - механический к. п. д.
* Основная цель управления насосами - обеспечить эффективную работу насоса на сеть.
* Насосы как объекты управления классифицируются по принципу действия на:
* центробежные;
* поршневые.
Схема центробежного насоса.
1 - корпус;
2 - рабочее колесо;
3 - привод насоса;
4 - линия всасывания;
5 - патрубок нагнетания.
Рис.1.
* Принцип действия центробежных насосов - основан на создании центробежных полей давления при вращении рабочего колеса в жидкости.
* Работа схемы.
- В корпусе 1 вращается рабочее колесо 2 от привода 3.
- При этом залитая в корпус жидкость также вращается и возникает центробежное поле давлений
- с максимальным давлением на периферии (давление Р5)и минимальным давлением по оси потока (давление Р4) т.е. создается Р4 << Р5.
- Поэтому подача жидкости осуществляется через патрубок 4, а нагнетание - через патрубок 5.
Основные характеристики
центробежных насосов.
Рис.4.1.
1. Зависимость напора от производительности - Н=f1(Q);
2. Зависимость мощности на валу насоса от производительности - Nе = f2(Q);
3. Зависимость к.п.д. насоса от производительности : ?н=f(Q).
* Характеристики насоса получают:
* в ходе специального эксперимента;
* на основе основного уравнения Эйлера для центробежных машин.
Работа насосов на сеть.
Рис.5.1.
* Характеристика насоса: Нн =f(Qн );
* Характеристика сети: Нс =f(Qс );
* Аналитическое выражение для напора в сети
Нс =Нг + k*Q2 ;
где Нг - геометрическая высота подачи;
k*Q2 =hп - потери напора в сети
(*)А - рабочая точка, обеспечивающая максимальную производительность насоса Q1 при работе на данную сеть.
Совместная работа насосов
при параллельном соединении.
Рис.6.1.
* Для построения общей характеристики установки суммируют производительности насосов.
* Параллельное включение насосов используют:
- для увеличения производительности насосной установки;
- когда характеристика сети является достаточно пологой;
- увеличение напора при этом незначительно.
Совместная работа насосов
при последовательном соединении.
Рис. 6.2.
* Для построения характеристики установки суммируют напоры насосов.
* Последовательное включение насосов используют:
- для увеличения напора насосной установки;
- когда характеристика сети является достаточно крутой;
- увеличение производительности при этом незначительно.
Схема регулирования на основе стабилизации Qн =Qс
(метод дросселирования).
Рис.7.1
* Стабилизация подачи методом дросселирования осуществляется на линии нагнетания.
* Установка Р.О. перед насосом недопустима, т.к. это ведет к снижению давления в насосе и способствует возникновению кавитации (колебательного режима).
* Применение системы целесообразно при .
Характеристики работы на сеть
при регулировании подачи насоса методом дросселирования.
Рис.7.2.
* К.п.д. системы при регулировании подачи насоса методом дросселирования.
.
* Система будет экономичнее, если .
Схема регулирования на основе стабилизации Hн =Hс
(метод байпассирования).
Рис7.3.
* При данном способе регулирования:
Qб - байпасный поток;
Qн - производительность насоса;
Qс=Qн-Qб - производительность сети;
Нс=Нн.
* Применение системы целесообразно при .
Характеристики работы на сеть
при регулировании подачи насоса методом байпассирования.
Рис.7.4.
* К.п.д. системы при регулировании подачи методом байпассирования.
.
Система наиболее экономична, если .
Схема регулирования производительности насоса
на основе стабилизации ?н = ?с.
Рис.7.5.
* Регулирование подачи осуществляется путем изменения скорости вращения привода насоса.
Теоретические аспекты.
* При изменении n и сохранении подобия режимов работы одновременно изменяются и Qн и Нн в соответствии с соотношениями:
(7.1).
* Следовательно, можно изменить положение характеристики насоса, обеспечив прохождение ее через заданную точку.
Характеристики работы на сеть
Рис.7.6.
Исходные данные для решения задачи:
* характеристика насоса 1 при частоте n;
* характеристика сети 2;
Постановка задачи:
* обеспечить работу на сеть в рабочей точке "С" с параметрами Qс, Нс и ?с=?н.
Решение задачи
Найдем частоту n1, при которой характеристика Нн=f(Q) пройдет через точку С, для чего выполним следующие построения.
* Построим параболу подобных режимов.
На основании соотношений (7.1) можно записать:
(7.2).
Из (7.2) выразим Н:
(7.3).
Выражение (7.3) описывает параболу подобия 3 на рис.7.5, которая пересекает характеристику насоса (n) в точке А с параметрами QА и НА при условии ?=const.
* Определим частоту n1.
На основании соотношений (7.1) можно записать:
,
откуда при известных Qс, QА и n получим n1:
(7.4).
* Рассчитаем по известным QA и HА к.п.д. насоса:
(7.5).
* Таким образом, система обеспечивает:
.
Типовая схема автоматизации процесса перемещения жидкости
центробежным насосом.
Рис. 8.1
Типовое решение автоматизации процесса перемещения жидкости
центробежным насосом.
1. Регулирование.
* Подача насоса Q - методом дросселирования.
2. Контроль.
* температуры: tобм, tподш, tохл`, tохл", tм";
* давления: Pвс, Pн, Pохл;
* расходы: Qохл", Qм", Q.
3. Сигнализация.
Сигнализации подлежат все контролируемые параметры:
температуры - t > tпред;
давления - P < Pпред;
расходы - Q < Qмин (наличие потоков масла и охлаждающей жидкости).
4. Система защиты.
По сигналам "В схему защиты" - отключается действующий насос и включается резервный.
5.
Материалы к лекции №5
Автоматизация поршневых компрессоров
Вид теоретической индикаторной диаграммы
поршневого компрессора.
Рис.3.1.
Схема Пз-регулирования подачи поршневого компрессора
Рис.5.1
Схема регулирования подачи поршневого компрессора
путем изменения частоты вращения привода компрессора.
ПКУ - поршневая компрессорная установка.
Рис.5.2.
Схема регулирования подачи поршневого компрессора
путем дросселирования потока на линии всасывания.
Рис.5.3.
<< Пред. стр. 3 (из 7) След. >>
Список литературы по разделу