Зависимость напора от давления. Энциклопедия сантехника Как вычислить напор насоса скважины? Определение понятия напора

Пузырь рухнет с внезапным вливанием окружающей жидкости в ранее занятое вакуумное пространство. пузырь. В-спешка сопровождается огромным, но локализованным давлением. удар, который, если он будет взорван вблизи металла, вызовет микроскопический ударный удар, разрушающий небольшую частицу металла. Обладая достаточным количеством пузырьков и достаточным временем, лопасти рабочего колеса могут быть быстро разрушены. явление, известное как повреждение кавитацией.

Эта маржа обычно составляет не менее 3-5 футов и предпочтительно должна быть еще больше, если это возможно. При более высоком расходе внутренние скорости жидкости выше, и, по словам Бернулли, статическое давление становится меньше. Поэтому статическое давление должно быть увеличено извне.

Может ли монтаж повлиять на величину напора

По мере дальнейшего изменения процесса потребовалось больше потока и разрядки. клапан был открыт, чтобы дать насосу больше потока, 750 галлонов в минуту. Это правда, и на самом деле это именно то, что было общим. практика в прошлом, когда негабаритный насос был бы определен, «чтобы убедиться», чтобы обнаружить другие, только-серьезные проблемы.

Когда центробежный насос работает ниже определенной точки потока. начинается явление, известное как рециркуляция потока в крыльчатке. При еще более низких расходах рециркуляция может стать особенно серьезной и известна как перенапряжение, низкочастотное. звук, сопровождаемый сильной низкочастотной вибрацией насоса и трубопроводов.

Определение понятия напора

В дополнение к очевидным механическим проблемам. рециркуляции поток испытывает сложное вихревое движение на крыльчатке. вход с локализованными высокими скоростями возникновения вихря. подковообразное кавитационное повреждение, обычно на «слепой» стороне лезвия, по сравнению с кавитацией с высоким расходом. Другие проблемы добавляют масло в огонь: радиальная тяга, ракеты которой при низком расходе, вызывает отклонения. что приводит к утечкам уплотнений, сокращению срока службы подшипников и даже поломке вала.

Как определить требуемый напор

Методы устранения неполадок и методы анализа отказов помогают. чтобы определить проблему кавитации с конкретным насосом. Показания кавитации с высоким расходом отличаются от повреждений рециркуляции с низким расходом. Сторона лопастей, протяженность и форма кавитационного желоба могут быть. полезно при определении причин каждой отдельной проблемы.

Общая номинальная нагрузка центробежного насоса обычно измеряется в футах, а величина дифференциального давления насоса с рабочим объемом обычно измеряется в фунтах на квадратный дюйм. Оба выражения выражают в эквивалентных выражениях работу в фунтах, которую насос способен выполнять на каждом удельном весе жидкости, накачиваемой при номинальном потоке. Ответственность за определение требуемой общей массы насоса лежит на покупателе. поставщик может сделать правильный выбор насоса. Недостаток общей требуемой головки приведет к тому, что центробежный насос будет подавать меньше необходимого потока через систему. Недооценка требуемого дифференциального давления приведет к тому, что насос с принудительным вытеснением будет потреблять больше мощности, чем предполагалось, и может быть превышено предельное давление в конструкции насоса. Поэтому давление в системе и сопротивление потоку, зависящие от характеристик системы, определяют требуемую номинальную мощность насоса. На рисунке показан насос и предел его длины системы. На всасывающий и нагнетательный трубопровод насоса могут состоять из ответвлений, как показано на рисунке. В насосной системе может быть более одного насоса. Несколько насосов могут соединяться последовательно или параллельно или оба, как показано на рисунке. Когда имеется более одного насоса, поток через систему определяется комбинированной производительностью всех насосов. Система, через которую прокачивается жидкость, обеспечивает устойчивость к течению по нескольким причинам. Поток через трубы затруднен трением. Если жидкость разряжается до более высокого уровня или более высокого давления, возникает дополнительное сопротивление. Насос должен, таким образом, преодолевать общее сопротивление системы из-за трения и, при необходимости, производить увеличение высоты или давления при желаемой скорости потока. Системные требования могут быть такими, что насос выходит на более низкую отметку или давление, но для преодоления трения трубы и получения требуемой скорости потока по-прежнему требуется дополнительная головка насоса. Работа - это также количество энергии, добавляемой к жидкости в системе. Энергия в различных формах добавляется к жидкости при ее прохождении через насос, и полная добавленная энергия постоянно увеличивается с потоком. Тогда уместно говорить об энергии, добавляемой насосом, в качестве энергии, добавляемой на единицу веса перекачиваемой жидкости, а единицы энергии, выраженные таким образом, составляют фунты на фунт или фунты. Поэтому, добавляя в какой-то момент энергии в их различных формах, необходимо выражать каждую величину в общих эквивалентных единицах стопы головы. Жидкость, протекающая в канале, может претерпевать изменения в форме энергии. Теорема Бернулли для несжимаемой жидкости гласит, что в стационарном потоке без потерь энергия в любой точке трубопровода представляет собой сумму головки скорости, головки давления и высоты, и эта сумма постоянна вдоль линии тока в трубопроводе. Эквивалент энергетических головок скорости и давления в футах можно рассматривать как высоту, на которую необходимо заполнить сосуд с постоянной плотностью над точкой измерения, чтобы создать такую ​​же скорость или давление. Это проиллюстрировано на фиг. 4 и далее описано в следующем тексте. Голова скорости. Это также теоретическая высота, при которой струя жидкости поднималась бы, если бы она выходила вертикально вверх от отверстия. Также все жидкие частицы, движущиеся с одинаковой скоростью, имеют одну и ту же головку скорости, независимо от удельного веса. Скорость жидкости в трубах и открытых каналах неизменно изменяется в любой части трубопровода. На рисунке 5 показана эта точка для жидкостей с удельным весом 0 и менее плотная жидкость должна быть поднята до более высокую высоту колонны, чтобы обеспечить такое же давление, как и более плотная жидкость. Высота столба жидкости в футах выше точки измерения давления, если колонна имеет постоянную плотность, является эквивалентной статической головкой давления. Поэтому в основании равных столбцов, содержащих разные жидкости, напорные головки в ногах одинаковы, но интенсивности в фунтах на квадратный фут различны. По этой причине необходимо определить жидкости при сравнении напорных головок. В системе накачки, энергия, необходимая для повышения жидкости выше опорной базовой плоскости можно рассматривать как предоставляется с помощью насоса, расположенного на высоте нулевых точек и производит давление, которое будет поддерживать общий вес жидкости в трубе между насосом разряда и точкой в ​​трубе, в которой жидкость должна быть поднята. Жидкие ниже опорная точка плоскости имеет отрицательную голову высоты. Общая головка Рисунок 6 иллюстрирует жидкость под давлением в трубе. Единичный вес одной и той же жидкости или любой жидкости, поднятой для отдыха на указанной высоте, или под колонной с жидкостью той же самой высоты, имеет ту же самую головку, что и удельный вес жидкости, показанной в трубе. Давление также может быть выражено как абсолютное давление. Поэтому, когда головки скорости, давления и высоты объединяются для получения полной энергии в точке, следует четко указать, что общая голова имеет либо ногу, либо ногу, абсолютную относительно базовой плоскости. Давление или скорость жидкости иногда может быть дано в качестве напорной жидкости, имеющей плотность, отличную от плотности жидкости, закачиваемой. В общей головке, то есть сумме напорных, скоростных и надземных головок, компоненты должны быть скорректированы так, чтобы они были равны головке перекачиваемой жидкости. Общая высота насоса в футах и ​​перепад давления насоса в фунтах на квадратный фут связаны друг с другом. Очень важно отметить, что если номинальная общая головка центробежного насоса задана в футах, эта головка может передаваться всем индивидуальным жидкости, закачиваемые с номинальной мощностью и скоростью, независимо от удельного веса жидкостей, если их вязкости примерно одинаковы. Насос, управляющий различными жидкостями примерно одинаковой вязкости, будет генерировать одну и ту же общую головку, но не будет производить одинаковый перепад давления, а также не будет требоваться, чтобы мощность, необходимая для управления насосом, была одинаковой. С другой стороны, центробежный насос с номинальными значениями давления должен иметь разный номинал давления для каждой жидкости с разным удельным весом. В этом разделе общая высота насоса будет выражаться в футах, обычным способом центробежных насосов. Главу Общая высота насоса, можно измерить, установив измерительные приборы на всасывающие и нагнетательные насосы, а затем подставив эти показания датчика в формулу. Общая головка насоса также может быть найдена путем измерения разности энергий между любыми двумя точками в насосной системе, по одной с каждой стороны насоса, при условии, что все потери между этими точками зачисляются на насос и добавляются к разнице в энергии. Если выбрана какая-то удобная опорная плоскость, и полная энергия или головка в разных местах вдоль системы нанесены на масштаб, линия, проходящая через эти точки, называется градиентом энергии. Горизонтальный градиент энергии указывает на отсутствие потери головки. Линия, проведенная через сумму опор давления и высоты в различных точках, представляет собой изменение давления в потоке, измеренное над базовой базой. Он также представляет высоту, по которой жидкость будет подниматься в вертикальных колоннах относительно базовой плоскости, когда столбцы размещаются в разных местах вдоль труб, имеющих положительное давление в любой точке системы. Эта линия, показанная пунктиром на рисунке 9, называется гидравлическим градиентом. Различие между линией градиента энергии и линией гидравлического градиента представляет собой головку скорости в трубе в этой точке. Общая головка насоса представляет собой алгебраическую разницу между полной энергией на выходе насоса и полной энергией при всасывании насоса. Более подробно в этом разделе будет объяснено, что сопротивление возрастает с потоком со скоростью, приблизительно равной квадрату потока через систему. В дополнение к преодолению сопротивления потоку может потребоваться добавить головку, чтобы поднять жидкость от уровня всасывания до более высокого уровня разряда. В некоторых системах давление на поверхности разгрузочной жидкости может быть выше давления на поверхности всасывающей жидкости, что требует большего количества насосной головки. Последние две головки являются фиксированными головками системы, так как они не меняются со скоростью потока. Фиксированные системные головки также могут быть отрицательными, как это было бы в случае, если повышение уровня разряда или давление выше этого уровня были ниже, чем высота всасывания или давление. Фиксированные головки системы также называются статическими головками. Кривая системной головки представляет собой график полного сопротивления системы, переменной плюс фиксированный, для различных скоростей потока. Он имеет много применений в центробежных насосах. Предпочтительно выражать головку системы в ногах, а не в единицах давления, поскольку центробежные насосы рассчитаны на футы, как объяснялось ранее. Кривые системной головки обычно показывают поток в галлонах в минуту, но когда задействованы большие количества, используются единицы кубических футов в секунду или миллион галлонов в день. Когда головка системы требуется для нескольких потоков или когда поток насоса должен быть определен, кривая системной головки строится с использованием следующей процедуры. Определите систему откачки и ее длину. Вычислите фиксированную головку системы, которая является чистым изменением полной энергии от начала до конца системы из-за различий высоты или давления. Увеличение головки в направлении потока является положительным. Затем вычислите для нескольких скоростей потока общую потерю потерь в системе через все трубопроводы, арматуру и оборудование в системе. Рисунок 10, в котором система накачки определяется как начинающаяся в точке 1 и заканчивающаяся в точке. Фиксированная головка системы представляет собой чистое изменение общей энергии. Уровни давления и жидкости не меняются с потоком. Переменная головка системы - трение трубы. Фиксированная головка и переменные головки для нескольких скоростей потока объединяются вместе, что приводит к кривой общей высоты системы против потока. Поток, создаваемый центробежным насосом, зависит от головки системы, тогда как поток насоса с рабочим объемом не зависит от головки системы. Накладывая характеристическую кривую пропускной способности центробежного насоса на кривую системы, как показано на рисунке 10, можно определить поток насоса. При покупке насоса необходимо указать, что кривая производительности насоса соответствует кривой системы с требуемой скоростью потока. Это пересечение должно быть в максимальной эффективности насоса или очень близко к нему. Кривая системной головки для примера 1 показана на рисунке. Предполагается, что уровни всасывающей и нагнетаемой жидкости находятся на расстоянии 5 футов ниже и 50 футов над базовой базой, соответственно, и не меняются с потоком. Поэтому эти значения являются фиксированными головками системы. Предполагается, что потери в трубах и фитингах зависят от потока как квадратной функции. Длина насосной системы от точки 1 до точки. Разница в головах в этих точках плюс потери на трение при различных скоростях потока - это общая головка системы и головка, требуемая насосом для разных потоков. Общая головка в других условиях потока представляет собой неподвижную головку системы плюс переменную головку системы, умноженную на 2 2. Если пример 1 представляет собой существующую систему, общая головка может быть рассчитана с использованием датчиков на всасывающих и нагнетательных соединениях насоса. Тогда общая измеренная головка будет головкой на пересечении кривых насоса и системы, как показано на рисунке. В системах, которые являются открытыми и в которых наблюдается снижение высоты от входа до выхода, часть системы, кривая головы будет отрицательной. В этом примере насос используется для увеличения гравитационного потока. Без насоса в системе отрицательное сопротивление или статическая головка - это управляющая головка, которая перемещает жидкость через систему. Постоянный поток гравитации поддерживается при скорости потока, соответствующей нулевой общей головке системы. Если поток требуется в любом случае, превышающем гравитационное значение, для преодоления дополнительного сопротивления системы требуется насос. Раздел. Следовательно, центробежный насос, работающий с постоянной скоростью, может подавать только один поток. На практике, однако, условия в системе изменяются в результате управляемых или неконтролируемых изменений. Эти изменения в системных условиях изменяют форму кривой системной головки и, в свою очередь, влияют на поток насоса. Здесь объясняются способы построения кривых системной головки и определения результирующих потоков насоса для двух наиболее распространенных из этих вариантов. Переменная статическая головка В системе, в которой насос принимает всасывание из одного резервуара и заполняет другой, производительность центробежного насоса будет уменьшаться с увеличением статической головки. Кривая системы-головки построена путем построения кривой трения с переменной скоростью и потока для трубопровода. К этому добавляются ожидаемые минимальные и максимальные статические головки. В результате две кривые представляют собой общие системные головки для каждого условия. Скорость потока насоса - это точка пересечения кривой мощности насоса с любой из двух последних кривых системной головки или с любой промежуточной кривой системы для других условий уровня. Типичная кривая потока головной головки для изменяющейся системы статической головки показана на рисунке. Если требуется поддерживать постоянный расход насоса для различных статических состояний головки, скорость насоса может варьироваться для регулировки увеличения или уменьшения общего системная головка. Переменное сопротивление системы Клапан или клапаны на нагнетательной линии центробежного насоса изменяют переменную часть фрикционной головки всей кривой системы и, следовательно, поток насоса. На рисунке 15, например, показано использование разгрузочного клапана для изменения головки системы с целью изменения расхода насоса во время проверки производительности цеха. Максимальный расход достигается при полностью открытом клапане, и единственным сопротивлением потоку является трение в трубопроводах, фитингах и расходомере. Закрытый клапан приводит к тому, что насос работает в условиях отключения и создает максимальную головку. Любой поток между максимумом и отключением может быть получен путем правильной регулировки открытия клапана. Существуют практические ограничения в отношении максимальной головки, которая может быть разработана в одном насосе, даже если это многоступенчатый. При перекачке нескольких компонентов системы могут быть ограничения давления, которые предотвращают использование одного насоса для разработки всей головки, требуемой в начале системы. Если несколько насосов должны использоваться последовательно, как следует разделять общую голову между ними? Сумма общих головок насосов должна быть равна требуемой общей головке системы при расчетном потоке. Хотя математически любое разделение общей головки между используемыми насосами возможно, фактическое давление, требуемое в разных местах вдоль пути потока системы, определяет, как следует разделять головки накачки. Градиент энергии или давления должен быть составлен для системы. Количество насосов, их расположение и их общие головки должны быть выбраны для обеспечения желаемого давления в критических местах вдоль системы. В дополнение к рассмотрению потерь давления через компоненты для преодоления сопротивления потоку следует также учитывать минимальные давления, необходимые для предотвращения прошивки в трубопроводах, кавитации на входе в насос и т.д. А также максимальное рабочее давление для различные части системы. Если это необходимо, общую систему можно разделить на подсистемы, по одному для каждого насоса. Конец одной подсистемы и начало другой может быть выбран в любом месте между насосами последовательно, потому что общая масса насоса не будет затронута линией деления. В некоторых случаях выбор драйвера и насоса должен основываться на пусковых, а не на нормальных условиях потока. Низко - и среднескоростные насосы с радиальным и смешанным потоком имеют благоприятные стартовые характеристики. Головка насоса при отключении не намного выше, чем при нормальном потоке, а крутящий момент затвора меньше, чем при нормальном потоке. Высокоскоростные насосы смешанного и осевого потоков разрабатывают относительно высокие запорные головки, а их крутящий момент затвора больше, чем при нормальном потоке. Эти характеристики насосов с высокой удельной скоростью требуют особого внимания в течение начального периода. Запуск от закрытого клапана При запуске центробежного насоса против закрытого выпускного клапана головка насоса будет выше, чем обычно. Запорная головка будет меняться в зависимости от скорости насоса. По мере того, как насос ускоряется от покоя до полной скорости против закрытого клапана, головка на насосе с любой скоростью равна квадрату отношения скорости к полной скорости, умножая время на запорную головку на полной скорости. Насосы, требующие меньшей мощности отключения и крутящего момента, чем при нормальном состоянии потока, обычно запускаются против закрытого выпускного клапана. Для предотвращения обратного потока из статической разрядной головки перед запуском требуется либо выпускной запорный клапан, либо обратный клапан, либо сломанный сифон. Когда насосы работают параллельно и подключены к общему разъему сброса, который позволяет циркулировать от рабочего насоса обратно через холостой насос, необходимо использовать выпускной клапан или обратный клапан. На рисунке 18 показана типичная характеристическая характеристика низкоскоростного насоса. Рисунок 19 иллюстрирует изменение крутящего момента с частотой вращения насоса, когда насос запускается против закрытого выпускного клапана. При нулевой скорости крутящий момент насоса не равен нулю в результате статического трения в слуховых аппаратах и ​​сальнике или коробках. Это статическое трение больше, чем сумма текущего трения и мощности на крыльчатке на очень низких скоростях, что объясняет падение кривой крутящего момента насоса с 0 до 10% скорости. На рисунке 19 также показана кривая скорости и крутящего момента типичного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Обратите внимание, что разница между мотором и крутящим моментом насоса является избыточным моментом, позволяющим ускорить насос от остальной части до полной скорости. Во время ускорения вал насоса должен передавать не только крутящий момент насоса, но и избыточный крутящий момент, присутствующий в двигателе. Поэтому крутящий момент вала насоса следует за кривой крутящего момента двигателя за крутящий момент, требуемый для ускорения инерции массы ротора двигателя. Высокоскоростные насосы, особенно винтовые насосы, требующие более обычного крутящего момента при отключении, обычно не запускаются с закрытым выпускным клапаном, потому что потребуются более крупные и более дорогие драйверы. Эти насосы также будут производить относительно высокое давление в насосе и в системе между насосом и выпускным клапаном. На рисунке 20 показана типичная характеристическая характеристика насоса с высокой удельной скоростью. Также показана типичная кривая скоростного крутящего момента асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, рассчитанная на нормальный крутящий момент насоса. Чтобы избежать этой ситуации, выпускной клапан должен быть рассчитан на то, чтобы нормально разомкнуть, чтобы двигатель не перегружался, когда насос достигает полной скорости. Чтобы выполнить это время, может потребоваться начать открытие клапана перед включением двигателя. Рисунок 18 для характеристик насоса. Если водитель является синхронным двигателем, требуется дополнительный крутящий момент при скорости втягивания, сверх того, что необходимо для преодоления системной головки и ускорения вращения ротора насоса и водителя. В критической точке втягивания должен быть достаточный крутящий момент, чтобы тянуть нагрузку синхронно в заданное время. Синхронный двигатель запускается на обмотках с короткозамкнутым ротором с низким крутящим моментом перед возбуждением обмоток поля при скорости втягивания. Низкий пусковой момент, крутящий момент, требуемый при втягивании и возможное падение напряжения, что снижает крутящий момент двигателя, должны быть приняты во внимание при выборе синхронного двигателя для запуска насоса с высокой удельной скоростью против закрытого клапана. Рисунок 20 для характеристик насоса. Обратный клапан открывается автоматически, когда головка насоса превышает головку системы. Когда центробежный насос запускается против обратного клапана, головка насоса и крутящий момент следуют значениям отключения до тех пор, пока не будет достигнута скорость, при которой запорная головка будет превышать головку системы. Когда клапан открывается, головка насоса продолжает увеличиваться, и при любом потоке головка будет необходима для преодоления статической головки или головки системы из других насосов, фрикционной головки, потери головки клапана и тока жидкость закачивается. Использование быстроразъемного обратного клапана с насосами с высокой удельной мощностью исключает запуск с более высоких, чем полностью открытые клапанные запорные головки и крутящие моменты. Кривые скорости вращения, показанные для периода ускорения жидкости в системе, были составлены с предположением, что головка, необходимая для ускорения жидкости и преодоления инерции, является незначительной. Головка ускорения обсуждается более подробно позже. Запуск против открытого клапана Если центробежный насос принять всасывания из резервуара и разрядить в другой резервуар, имеющий ту же самую жидкую высоту или же, эквивалентен общее давление, он может быть запущен без отключения выпускного клапана или обратный клапан. Кривая системной головки по существу является фрикционной, плюс голова, необходимая для ускорения жидкости в системе в течение начального периода. Головка насоса и крутящий момент на любой скорости равны их значениям при нормальном состоянии, умноженном на квадрат отношения скорости к полной скорости, тогда как мощность напрямую зависит от этого отношения. Запуск насоса, работающего в обратном режиме. Когда центробежный насос разряжается на статическую головку или в общий выпускной коллектор с другими насосами, а затем останавливается, поток будет проходить через насос, если только выпускной клапан не будет закрыт или если в обратном клапане нет системы или сломанного сифона в сифонной системе. Если на насосе нет устройства, не воспроизводящего его, он поворачивается в обратном направлении. Насос, который разряжается против статической головки через сифонную систему без клапана, будет иметь обратный поток и скорость, когда сифон будет загрунтован до запуска. На рисунках 22 и 23 показаны типичные характеристики обратного крутящего момента для низко - и высокоскоростного насоса. Эта скорость убегания будет увеличиваться с определенной скоростью и головой системы. На рисунках 22 и 23 показаны скорость, крутящий момент, головка и поток, все выраженные в процентах от условий проектирования насоса для нормальной скорости вперед. Когда насос работает в обратном направлении в качестве турбины без нагрузки, головка насоса будет иметь статическую головку минус потеря головки в результате трения из-за обратного потока. Если предпринимается попытка запустить насос, когда он работает в обратном направлении, электродвигатель должен применять к насосу положительный крутящий момент, когда двигатель изначально работает в отрицательном направлении. На рисунках 22 и 23 показаны для двух насосов моменты, которые необходимо замедлять, мгновенно останавливать, а затем ускорять насос до нормальной скорости. Если бы какой-либо из этих насосов перекачивался в систему с неподвижной головкой, то для запуска в обратном направлении потребовалась бы более 100% нормальная головка, и можно заметить, что водителю требуется крутящий момент, превышающий нормальный, в то время как драйвер работает в обратном порядке. В дополнение к преодолению положительной головки водитель должен добавить дополнительный крутящий момент к насосу, чтобы изменить направление жидкости. Это может привести к длительному времени запуска при более высоком, чем обычно, текущем спросе. Начальные крутящие моменты, требующие бега в обратном направлении, становятся менее серьезными, когда головка системы частично или вся крученая головка. Инерционная головка. Если система содержит значительное количество жидкости, инерция массы жидкости может оказать значительное сопротивление любому внезапному изменению скорости. После запуска загрунтованного насоса и системы без клапана вся жидкость в системе должна ускоряться от остальной части до конечного состояния устойчивого потока. На рисунке 24 показано типичное сопротивление головки системы, которое может быть выполнено с помощью насоса пропеллера, прокачивающего через систему трения при ускорении от покоя до полной скорости. Отдельные точки на этой кривой представляют собой системное сопротивление при различных постоянных скоростях насоса. Это условие отключения, которое не может быть реализовано, если не доступен бесконечный крутящий момент. Отдельные точки на этой кривой представляют собой сопротивление системы при различных постоянных скоростях без потока, что совпадает с работой с закрытым выпускным клапаном. Таким образом, фактическая общая кривая сопротивления системы для любого состояния потока будет составлять сумму сопротивления трения в футах для этого установившегося расхода плюс инерционное сопротивление, также выраженное в футах. Инерционное сопротивление при любом потоке зависит от массы жидкости и мгновенной скорости изменения скорости в условиях течения. Эти точки показаны на рисунке. Повторите эту процедуру для других изменений скорости, добавив дополнительные моменты, чтобы получить полное ускоряющее время, чтобы довести насос до конечной скорости. Средний расход потока головки системы координат для каждого изменения инкрементной скорости в течение этого переходного периода, как показано на рисунке На рисунках 25 и 26 показано, как крутящий момент двигателя и насоса можно определить из их соответствующих кривых крутящего момента. На рисунке 25 представлено семейство кривых, представляющих моменты, требуемые для создания потока против разных головок без ускорения жидкости или насоса для различных выбранных скоростей. Крутящий момент насоса для любой уменьшенной скорости можно рассчитать по кривой полной скорости, используя соотношение, которое крутящий момент изменяется, поскольку вторая мощность и расход изменяются в качестве первой мощности отношения скорости. Характеристики головки насоса показаны на рисунке, который настроен для разных предполагаемых условий. На рисунке 26 показана типичная кривая скорости и крутящего момента асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, и для целей иллюстрации она была выбрана так, чтобы иметь тот же самый крутящий момент, что и насос, на полной скорости. Для условий, используемых в этом примере, и, как показано на рисунке 26, после приблизительно 88% синхронной скорости имеется очень небольшой избыточный крутящий момент для ускорения инерции насоса и двигателя. Однако до тех пор, пока асинхронный двигатель имеет достаточный крутящий момент для привода насоса в нормальном состоянии, будет достигнута полная скорость, обеспечивающая толерантность к току. С другой стороны, синхронный двигатель может не иметь достаточного крутящего момента, чтобы сделать шаг. Ускорение жидкости уменьшается с уменьшением крутящего момента двигателя, регулируя его доступный избыточный крутящий момент двигателя. Скорость насоса изменяется очень медленно в течение последнего периода. На рисунке 26 также показан ток двигателя для разных скоростей и крутящих моментов. Двигатель, имеющий более высокий, чем нормальный крутящий момент насоса, или двигатель с высокими характеристиками пускового момента, сократит время пуска, но в течение периода ускорения будут производиться более высокие головки. Обратите внимание, однако, что изготовленные головки не могут превышать запор с любой скоростью. Общий крутящий момент на валу насоса равен сумме крутящих моментов, требуемых для преодоления трения системы, инерции жидкости и инерции ротора насоса во время ускорения. Таким образом, крутящий момент на валу насоса будет следовать за кривой крутящего момента двигателя за минусом крутящего момента, необходимого для преодоления инерции ротора двигателя. Чтобы уменьшить начальную инерциальную головку насоса до приемлемого количества, при желании можно использовать другие альтернативные схемы пуска. Для отвода потока из основной системы может быть предусмотрена короткая линия байпаса от отвода насоса до всасывания. После того, как двигатель достигнет полной скорости, байпасный клапан медленно закрывается. Двигатель с переменной скоростью или с двумя скоростями уменьшает инерционную головку, контролируя крутящий момент и скорость двигателя, тем самым увеличивая время ускорения. Эта процедура для разработки фактической головки системы и крутящего момента насоса, включая инерцию, становится более сложной, если в насосе должен использоваться выпускной клапан. Чтобы избежать пусковых головок и крутящих моментов насоса, выпускной клапан должен быть частично открыт при запуске, а затем открыть достаточное количество до достижения полной скорости. Если чистое изменение высоты между двумя точками не равно нулю, требуется дополнительная головка насоса, если есть увеличение высоты и меньше головы требуется, если есть снижение высоты. Когда трубопроводы проложены и находятся под препятствиями, при этом нет чистых изменений в высоте, для поддержания потока, отличного от необходимого для преодоления фрикционных и незначительных потерь, не требуется насосная головка. По мере того, как трубопровод поднимается, головка давления жидкости преобразуется в верхнюю головку, а реверс имеет место при падении трубопровода. Труба или другой закрытый канал, который поднимается и опускается, называется сифоном, а тот, который падает и поднимается, называется перевернутым сифоном. Принцип сифона действителен, если поток трубопровода полностью заполнен и не содержит паров жидкости и воздуха, поэтому плотности жидких колонок одинаковы. Именно это требование определяет предельную высоту сифона для полного восстановления, поскольку жидкость может испаряться при определенных условиях. Давление в сифоне минимально на вершине или только ниже по течению от него, и уравнение Бернулли может быть использовано для определения того, находится ли давление жидкости выше или ниже давления паров. Обратившись к рисунку 27, обратите внимание на следующее. На практике более высокие температуры воды и более низкие барометрические давления ограничивают высоту сифонов, используемых в системах охлаждающей воды конденсатора, до 26-28 футов. Помимо восстановления головки в системах, таких как охлаждающая вода конденсатора, термическое разбавление и дамбы, также используются сифоны для предотвращения обратного потока после прекращения откачки с помощью автоматического вакуумного выключателя, расположенного на вершине. Часто сифоны используются исключительно для устранения необходимости в клапанах или клапанах. В открытых насосных системах сифоны могут быть загрунтованы внешними средствами удаления воздуха. Если сифон сначала загрунтован при запуске, насос должен заполнить систему и обеспечить минимальный поток, чтобы вызвать сифонное действие. Во время этого периода заполнения и до тех пор, пока сифон не будет загрунтован, кривая головки сифона должна включать эту дополнительную наполняющую головку сифона, которая должна быть обеспечена насосом. Насосы в сифонных системах обычно имеют низкую головку, и они не могут быть способны заполнять систему до верхней части сифона или заполнять ее адекватным потоком. Низконасосные насосы имеют высокую удельную скорость и требуют большей мощности при уменьшенных расходах, чем при нормальной прокачке. На рисунке 28 показана производительность типичного пропеллерного насоса при заливке сифонной системы и при нормальной работе. Примеры 2, 3 и 4 иллюстрируют использование этой таблицы. Минимальный требуемый расход увеличивается с длиной и диаметром и уменьшается с наклоном трубы вниз. Перед удалением всего воздуха в системе насос должен обеспечивать головку, чтобы поднять жидкость до и над гребнем сифона. Головка над гребнем требуется для создания минимального потока, подобного потоку над широким гребешком. Эта головка водослива может быть заметной частью общей головки насоса, если насос имеет низкую головку и большую емкость. Консервативная оценка головки насоса будет включать полный канал над гребнем сифона. В действительности, нижняя нога должна течь частично пустым, прежде чем она сможет просочиться, и она достаточно точна, чтобы оценить, что глубина жидкости над гребнем сифона находится на критической глубине для поперечного сечения. Таблица 1 может использоваться для оценки критической глубины в круглых трубах, а на рис. 29 можно рассчитать площадь поперечного сечения заполненной трубы, чтобы определить скорость на гребне сифона. До тех пор, пока весь воздух не будет удален, и все трубопроводы будут заполнены, нижняя нога не входит в систему накачки, а ее фрикционные и незначительные потери не будут добавляться к максимальной криволинейной кривой системы, чтобы заполнить и заправить сифон показанный на рисунке. Направляющий поток насоса представляет собой пересечение общей кривой головы насоса и этой кривой системы. Выбранный насос должен иметь драйвер с мощностью, как показано на рисунке 28, чтобы заправить систему во время этого переходного состояния. Нормальный поток насоса - это пересечение кривой общей кривой насоса и кривой нормальной системы. Если насос не может обеспечить достаточный поток, чтобы заправить сифон, или если водитель не имеет достаточной мощности, система должна быть загрунтована снаружи вакуумным или струйным насосом. Вспомогательный загрузочный насос также может использоваться для непрерывного выпуска системы, так как это необходимо для обеспечения полного восстановления сифона. В некоторых системах нагнетаемая вода насыщается воздухом, и по мере протекания жидкости через систему давление снижается. Оба этих условия вызывают высвобождение некоторых из захваченного воздуха. Воздух будет накапливаться в верхней части сифона и в верхних частях нижней ноги. Сифон работает по принципу, что увеличение высоты в верхней ноге приводит к уменьшению давления и равномерному уменьшению элемента в нижней ноге, что приводит к восстановлению этого давления. Это не может произойти, если плотность жидкости в нижней ноге уменьшается в результате образования воздушных карманов. Эти воздушные карманы также ограничивают площадь потока. Выпуск улавливаемого воздуха и утечки воздуха в систему через соединения и фитинги труб приведет к тому, что отвод центробежного насоса будет меньше расчетного расхода, так как головка будет выше, чем предполагалось. Кроме того, насосы с высокой удельной скоростью с возрастающими кривыми мощности в сторону отключения могут перегружаться. Чтобы поддерживать полное восстановление головки, необходимо постоянно выпускать сифон сверху и в нескольких точках вдоль нижней ноги, особенно в начале изменения наклона. Эти точки вентиляции могут быть объединены вместе и соединены с одиночная нисходящая вентиляционная система. Некоторые системы трубопроводов могут содержать несколько верхних и нижних ножек; то есть несколько сифонов в серии. Каждая нижняя нога, как и в одном сифоне, уязвима для связывания воздуха или пара. Поток насоса останавливается, когда нормальная статическая головка плюс сумма высоты воздушного кармана равна выхлопной головке насоса. надлежащая вентиляция не предусмотрена в верхней части каждого сифона. Обычно статическая головка представляет собой разницу между выходами и входами. Если существуют воздушные карманы, голова не может быть восстановлена, а нормальная статическая головка увеличена на сумму высот всех промежуточных безжизненных карманов. Поток остановится, когда общая статическая головка будет равна головке отключения насоса. Вычислите головку системы, которую насос должен преодолеть, чтобы заполнить сифон. Ламинарный поток протекает в трубе, когда средняя скорость относительно низкая, а головка энергии теряется главным образом в результате вязкости. В ламинарном потоке жидкие частицы не имеют движения рядом со стенками трубы, и поток возникает в результате движения частиц в параллельных линиях с увеличением скорости по направлению к центру. Движение концентрических цилиндров мимо друг друга вызывает вязкие напряжения сдвига, более часто называемые трением. По мере увеличения потока картина потока изменяется, средняя скорость становится более однородной, а вязкость менее вязкая. По мере того, как ламинарная пленка уменьшается по толщине на стенках трубы и по мере увеличения потока, шероховатость трубы становится важной, поскольку она вызывает турбулентность. Турбулентный поток возникает, когда средняя скорость трубы относительно высока, а головка энергии теряется преимущественно из-за турбулентности, вызванной шероховатостью стенки. Средняя скорость, с которой поток изменяется от ламинарного до турбулентного, не определен, и существует критическая зона, в которой может возникать либо латеральный, либо турбулентный поток. Вязкость можно визуализировать следующим образом. Если пространство между двумя плоскими поверхностями заполнено жидкостью, потребуется сила для перемещения одной поверхности с постоянной скоростью относительно другой. Скорость жидкости будет линейно изменяться между поверхностями. Отношение силы на единицу площади, называемое сдвиговым напряжением, к скорости на единицу расстояния между поверхностями, называемой скоростью сдвига или деформации, является мерой динамической или абсолютной вязкости жидкости. Однако в нормальном диапазоне накачки вязкость истинных жидкостей может считаться независимой от давления. Для этих жидкостей вязкость остается постоянной, поскольку скорость деформации прямо пропорциональна сдвиговому напряжению. Однако вязкость и сопротивление течению возрастают с уменьшением температуры. Жидкости, такие как меласса, жир, крахмал, краска, асфальт и смола, отличаются от ньютоновских жидкостей. Вязкость первого не остается постоянной, а их сдвиг или деформация возрастают больше, чем увеличивается напряжение. Эти жидкости, называемые тиксотропными, имеют более низкую вязкость, поскольку они перемешиваются при постоянной температуре. Другие жидкости, такие как минеральные суспензии, показывают увеличение вязкости при увеличении скорости сдвига и называются дилатантом. Обычно динамическая вязкость измеряется в пуазах или в сантипуазах: вязкое свойство жидкости также иногда выражается как кинематическая вязкость. Это динамическая вязкость, деленная на плотность массы. Обычно кинематическая вязкость измеряется в стоках или в центростремах: общей единицей кинематической вязкости в Соединенных Штатах является секунда Себалт для жидкостей средней вязкости и секунд Сейболта. Фюроль для жидкостей с высокой вязкостью. Вязкость, измеренная в этих единицах, определяется с помощью прибора, который измеряет длительность времени, необходимого для разрядки стандартного объема образца. Формула Дарси-Вейсбаха является наиболее часто используемой для расчета трения трубы. Эта формула признает, что трение увеличивается с шероховатостью стенки трубы, с увлажненной поверхностью, со скоростью до мощности, с вязкостью и уменьшается с диаметром трубы до мощности и с плотностью. Значения кинематической вязкости и числа Рейнольдса для ряда различных жидкостей при различных температурах приведены на рисунке. Существует множество эмпирических формул для расчета трения трубы для воды, протекающей в турбулентных условиях. В таблице 2 приведены рекомендуемые коэффициенты трения для новых и старых труб. Для пластиковой трубы может использоваться значение С 150. На рис. 34 представлена ​​номограмма, которая может быть использована в сочетании с таблицей 2 для решения формулы Хазен-Вильямса. Фрикционные потери напора в напорных трубах можно найти, используя формулу Дарси-Вейсбаха или формулу Хазен-Уильямса. Используйте формулу Дарси-Вейсбаха. Используйте эмпирическую формулу Хазен-Уильямса. Значения потерь давления приведены как для латеральных, так и для турбулентных потоков. Для ламинарного потока потери давления прямо пропорциональны вязкости и скорости потока и обратно пропорциональны диаметру трубы четвертой степени. Для размеров труб, не показанных на чертеже, умножьте четвертую степень отношения любого диаметра табуляции к диаметру трубы, который требуется для показанных табличных потерь. Скорость потока и вязкость должны быть одинаковыми для обоих диаметров. Для турбулентного потока и скорости потока и размеров труб, не табулированных, могут следовать следующие процедуры. Для требуемой вязкости и требуемого размера трубы потери промежуточного потока можно найти путем выбора потери давления для следующего нижнего потока и умножения на квадрат отношения фактического к табулированному расходу. Для требуемой вязкости и расхода потери потока в промежуточном трубопроводе можно найти, выбирая потери давления для следующего меньшего диаметра и умножая на пятую степень отношения табулированных к фактическим внутренним диаметрам. Вязкость различных общих жидкостей можно найти в таблицах в приложении. Если трубопровод протекает частично, вычисление гидравлического радиуса иногда затруднено. Когда проблема, которая будет решена, касается трубы, которая не течет полностью, на рисунке 36 можно использовать для получения множителей для коррекции потока и скорости полного трубопровода до значений, необходимых для фактического условия заполнения. Если поток в частично заполненной трубе известен, а потери на фрикционную головку должны быть определены, на рис. 36 сначала используется корректировка потока до того, что было бы, если бы труба была заполнена. Тогда уравнение 18 или 35, используется для определения потерь на фрикционную головку. Проблема решается в обратном направлении, если известен гидравлический градиент и определяется поток. Для полного или частично полного потока в каналах, которые не являются круглыми по поперечному сечению, альтернативное решение для использования уравнения 18 - рассчитать эквивалентный диаметр, равный в четыре раза гидравлическому радиусу. Если трубопровод чрезвычайно узкий, а ширина мала относительно длины, гидравлический радиус составляет половину ширины сечения. 4 После определения эквивалентного диаметра проблема может быть решена с использованием формулы Дарси-Вейсбаха. Гидравлический градиент в однородном открытом канале является синонимом фрикционной потери напора в напорном трубопроводе. Гидравлический градиент открытого канала или проточной трубы, полностью заполненной, представляет собой наклон свободной поверхности жидкости. В пределах канала, где поток однородный, гидравлический градиент параллелен наклону дна канала. Рисунок 37 показывает, что в напорной трубе постоянного сечения, наклон как энергии и гидравлических градиентов является мерой трения потери напора на фут трубы между точками 1 и фиг. 38 иллюстрирует поток в открытом канале различных склон. Между точками 1 и 2 поток равномерен, а поверхность жидкости и дно канала одновременно параллельны, а их наклон - потерями на трение на футах длины канала. Не допускается использование старения трубы. Но насосы, теперь это другое дело.