Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
3.1. Последовательная работа турбомашин, расположенных рядом и на значительном расстоянии друг от друга
Последовательная работа турбомашин с одинаковыми характеристиками, расположенными рядом. Режим последовательной работы двух и более турбомашин находится графическим путем как точка пересечения характеристики трубопровода и общей совместной характеристики насосов. Последняя определяется сложением напоров отдельных машин для одинаковых значений подач.
Последовательная работа двух турбомашин, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. В практике эксплуатации водоотливных установок с центробежными насосами на карьерах и дренажных шахтах, при эксплуатации землесосов нередко приходится прибегать к последовательному включению машин, находящихся на значительном расстоянии друг от друга.
Для нахождения режима работы таких машин необходимо привести характеристику более удаленной турбомашины к точке подключения ближайшей турбомашины, далее к следующей и т. д. Оно состоит в вычитании из ординат характеристики машины ординат характеристики сети при одних и тех же подачах (результирующие ординаты заключены в промежутке между характеристиками машины и трубопровода).
На рис. 3.1 произведено нахождение режима работы последовательно включенных насосов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга.
|
|
|
Рис. 3.1. Последовательная работа турбомашин, |
Насос I подает воду по трубопроводу АВ в насос II, поэтому приводим его в точку В, вычитая из ординат характеристики I ординаты характеристики сети АВ; приведенная характеристика показана в виде кривой Iв. Результирующая характеристика машины II и 1в получена путем сложения их ординат для одних и тех же подач и представлена кривой II + Iв.
Если бы работали только две машины и участка CD вместе с насосом III не было, то режим работы машин на сеть ВС определялся точкой М. При независимой работе машин I и II на свои сети их режим был бы соответственно в точках К и L. Если бы обе машины располагались рядом, то их совместная характеристика будет I+II, а суммарная характеристика трубопровода – CD. Режим работы машин в этом случае на сеть CD окажется в точке F, при этом абсциссы точек М и F одинаковы и находятся на одной вертикали, т. е. суммарная подача машин не зависит от места размещения машин по нагнетательной линии. Все отличие вызвано только тем, что давление в нижней части трубопровода будет значительно выше (PF), в то время как в первом случае каждая машина развивала напор ЕР. Остаток давления первой машины на входе во вторую равен PS, т. е. вода подается под давлением и все точки F, М, Е, S, Р располагаются на одной вертикали.
В случае последовательной работы трех машин необходимо привести их к точке С или самостоятельно сложить отдельно характеристики машин и трубопроводов. В последнем случае режим работы машин окажется в точке Т.
Суммируя (Iв + II) с III, получаем их общую характеристику
(Iв + II)с + III и режим работы машин на сеть CD окажется в точке N (абсциссы точек N и Т одинаковы).
В практике эксплуатации последовательно включенных насосов наблюдаются случаи, когда вместо давления в точке В, а в ряде случаев и в точке С, имеет место разрежение и, как следствие этого, неустойчивая работа машин. Последнее вызвано тем, что разрежение перед насосом превышает допустимое для данного типа машин и происходит срыв работы. Подобный случай возможен и в рассматриваемом нами случае, если предположить, что геометрическая высота участка ВС равна не Hг2, а Hг1 и потери трубопровода значительно меньше, т. е. характеристика сети расположена положе В’С». Режим работы машин I и II на сеть В’С’ будет в точке V. Проведя через нее прямую, параллельную оси ординат, встречаем характеристику Iв в точке R, а машин I и II в точке W. Следовательно, при входе воды во второй насос возникает разрежение ИR, а на выходе из насосов будут развиты напоры ИW. Устойчивый режим будет создан только при прикрытии задвижек на трубопроводе В’С’.
В случае значительного превышения напора последовательно включенных машин при нулевой их подаче в сравнении с геометрической высотой установки нередко встречается перераспределение давлений по ступеням насоса и один из них на выходе даст вместо давления разрежение.
Режим последовательной работы машин с разными характеристиками в практике встречается довольно редко, а методика нахождения суммарной характеристики ничем не отличается от разобранной ранее.
Совместную работу нескольких последовательно включенных колес и их характеристику можно рассматривать аналогично характеристике одного колеса и все последующие рассмотрения в этом направлении провести применительно к работе отдельных колес.
Это тем более важно, что несоответствие числа колес в турбомашине геометрической высоте установки Нг часто порождает неэкономичную работу турбомашин (насоса в особенности) [5].