Для случая максимального хозяйственного водопотребления

Анализируя характеристики насосов и водоводов (см. рис. 4), можно убедиться, что расчетная точка А находится несколько ниже фактической точки Ф пересечения характеристик трех насосов (имеющих диаметры рабочих колес D = 432 мм у каждого) и двух водоводов, т. е. подача и напор насосной станции превышают соответствующие расчетные параметры Q_нас.ст, H_нас.ст. Следовательно, работу насосов необходимо регулировать в целях экономии энергии на подачу воды. Методы регулирования энергетических параметров насосов разнообразны: дросселированием, изменением частоты вращения ротора насоса, применением входных направляющих аппаратов и т.д. Характеристику насоса можно изменить и при обточке его колеса.

На этапе учебного проектирования насосной станции для изменения энергетических параметров насосов применяется метод срезки (обточки) рабочих колес. При расчетах срезки рабочих колес центробежных насосов (при коэффициенте быстроходности n_s £ 150) обычно пользуются формулами

Q₁/Q_об = D₁/D_об ;

H₁/H_об=D₁²/D_об²;

H_об = k × Q²_об .

Воспользовавшись вышеприведенными зависимостями, получим k = H_об / Q²_об

= 57 / 0,192²= 1546,2, где H_об = 57 м, Q_об = 192 л/с – расчетные параметры однотипного насоса. Для графического построения кривой H_об = 1546,2×Q²_об нужны промежуточные точки с координатами [H_{об i,} Q_{об i}]. Координатные значения этих точек, выбранных с произвольным шагом DQ, приводятся в табл. 7.

Т а б л и ц а 7

Расчетные параметры для построения кривой подобия

Режимов работы насоса

Далее, после построения кривой H_об = 1546,2 × Q²_об (линии режимных точек), проходящей через начало координат и точку “а”, с координатами [Н = 57 м, Q = 192 л/с], на исходной характеристике насоса H-Q (при D = 432 мм) получим новую точку пересечения “б” (см. рис. 4). Координаты точки “б”: [H = 60 м, Q = 200 л/с]. Координаты точек “а” и “б” пропорционально взаимосвязаны: k_н = = = 1,05; k_q = = = 1,04. Подобная пропорциональность сохраняется для всех точек кривой (Н-Q) и кривой (H^” – Q^”). Поэтому параметры для графических построений отмеченных кривых можно рассчитать по аналогичной методике (табл. 8).

Т а б л и ц а 8

Расчетные параметры насоса

Примечание. k_q = Q/Q_об = 200/192 = 1,04; k_h = Н/Н_об = 60/57 = 1,05.

Диаметр обточенного колеса насоса рассчитывается по формуле

D_об = = = 415 мм.

После срезки колеса к.п.д. (h_об) насоса изменяется (см. на графике рис. 5 характеристику h_об-Q). Для определения к.п.д. насоса со срезанным колесом можно воспользоваться формулой Moody:

h_н = 1 – [(1 – h_м) (D_м /D_н)^0,25 (n_м /n_н)^0,1 ],

h_н = 1 – [(1 – h_м) (D_м /D_н)^0,25 ] при n_м /n_н = 1,

где D_м / D_н – диаметры колес насоса модели и натуры (если регулирование обеспечивается за счет изменения числа оборотов колеса насоса, то D_м / D_н = 1).