2.10. Рабочая характеристика центробежного насоса

В характеристике центробежного насоса (рис. 2.8.) указаны изменения напора H, мощности N, потребляемой насосом, и КПД η в зависимости от подачи Q насоса при неизменной частоте вращения вала.

Режим работы насоса с наибольшим КПД называют оптимальным. Область в пределах изменения подачи при небольшом снижении КПД (Q₁, Q₂) называют рабочей. Насос рекомендуется применять в пределах этих параметров.

Теоретический напор насоса Н_Т при бесконечном числе лопаток изменяется линейно в зависимости от изменения подачи. Действительно, с изменением подачи меняется только величина скорости с_и2, прямо пропорциональная количеству жидкости, проходящей через каналы рабочего колеса. Таким образом, напор Н_Т как функция от подачи представляется прямой линией (рис. 2.8.).

Рис. 2.8. Характеристика лопастного насоса

Нулевому напору насоса всегда соответствуют нулевой КПД и наибольшая подача насоса, так называемая работа насоса на излив, т. е. без преодоления полезных сопротивлений. Мощность, потребляемая насосом при нулевой подаче или нулевом напоре, не равна нулю, так как при этих режимах имеются потери на дисковое трение, рециркуляцию жидкости у входа и выхода из колеса, механические и объемные потери (утечка).

Запуск центробежного насоса производится в режиме закрытой задвижки, так как при этом наименьшая мощность, потребляемая насосом, а следовательно, и минимальный пусковой ток на обмотке электродвигателя.

2.11. Определение рабочей характеристики насоса при изменении частоты вращения вала

На рис. 2.9. показаны характеристики насоса при частоте вращения вала 2900 и 2600 об/мин. Подача Q₂ получена пересчетом подачи Q₁ по формуле (2.19). Новый напор (точка 2) определен по формуле (2.18). Мощность при новом режиме (точка 2) определена по формуле (2.20). КПД при новом режиме не изменяется, и точку 1^{' '} перенесем по горизонтали в точку 2^{' '}.

Рис.2.9. Характеристика насоса при разных частотах вращения вала

Рис.2.10. Универсальная характеристика насоса при изменении частоты вращения его вала

Необходимо учесть, что при большом снижении частоты вращения колеса КПД насоса уменьшается, так как возрастает доля механических потерь.

Таким же порядком определяются все точки кривых характеристики.

Построив характеристики насоса при нескольких значениях вращения вала и соединив точки равного КПД, получим универсальную характеристику насоса при изменении частоты вращения его вала (рис. 2.10.). Если при построении универсальной кривой принимались внутренние КПД насоса, то кривые равных КПД представляют собой параболы. При общем КПД насоса (с учетом механических потерь в сальниках и подшипниках) эти кривые искажаются и не соответствуют форме параболы.

Универсальная характеристика позволяет по одному графику определить параметры насоса при изменении частоты вращения его вала.