расход жидкости

Ответ от Nau[гуру]
Гидравлические характеристики насосных систем
Как показал опыт практической работы, связанной с применением насосного оборудования, многие люди неверно подбирают оборудование, не вникая в физику процесса. Начиная с этого номера, мы хотим дать курс, описывающий физические процессы в гидравлической системе. Надеемся, что эта информация будет полезна.
1. Характеристики системы Главным назначением гидравлических систем в большинстве случаев является либо подача жидкости из источника к требуемой точке, т. е. заполнение резервуара, расположенного на более высокой отметке, либо циркуляция жидкости по всей системе как способ передачи тепла. Давление, необходимое для создания потока жидкости, нужно подбирать так, чтобы оно соответствовало требуемому значению и компенсировало потери в системе. Существует два типа потерь: статический напор и потери напора на трение и местные сопротивления.
Статический напор — это разница высоты между всасывающим и напорным резервуарами (рис. 1).На данном рисунке скорость потока в трубе допускается очень низкая. Другой пример системы (рис. 2) только со статическим напором, где жидкость поступает сразу в напорную емкость через короткий трубный отвод.
Потери напора на трение (иногда они называются потерями динамического напора) возникают во время прохождения перекачиваемой жидкости через трубы, клапаны и другое оборудование системы. Данные потери пропорциональны площади, пройденной потоком. В замкнутом контуре циркуляционной системы, недоступной воздействию атмосферного давления, происходят только гидравлические потери напора системы на трение, находящиеся в обратной зависимости к значению расхода (рис. 3).
2. Графики гидравлических характеристик
Большинство систем имеют одновременно статический напор и потери напора на трение (рис. 4, 5). Значение отношения статического напора к потерям напора на трение по всему рабочему диапазону влияет на эффективность, которая должна достигаться при работе двигателей с частотным регулированием. Статический напор является особенностью индивидуальной системы, уменьшающей данный напор там, где это возможно, что экономит затраты на установку и эксплуатацию насоса.
Потери напора на трение должны быть уменьшены с целью экономии средств при эксплуатации насоса. Но следует учесть, что после того как снята ненужная трубопроводная арматура и уменьшена длина участка трубы, для дальнейшего снижения потерь на напоре понадобятся трубы большего диаметра, а это повысит затраты на монтаж.
3. Графики гидравлических кривых насоса
Характеристики насоса могут быть графически выражены как отношение напора к расходу для центробежных насосов (рис. 6) и поршневых (рис. 7).Центробежные насосы имеют гидравлическую кривую характеристик, где с увеличением расхода напор постепенно падает, но для поршневых насосов, каким бы ни было значение напора, расход практически постоянен.
4. Рабочие точки насоса
Когда насос устанавливается в системе, то их взаимодействие может быть изображено графически наложением кривых насоса и гидравлических кривых системы (рис. 8, 9).Если фактическая гидравлическая кривая системы отличается от расчетной, то насос будет работать в точке с напором и расходом, отличным от ожидаемых.
Для поршневых насосов верно следующее: если гидравлическое сопротивление системы растет, то насос увеличивает давление нагнетания и сохраняет практически постоянный расход, зависящий от вязкости жидкости и типа насоса. Без использования защитной трубопроводной арматуры уровень давления может достичь критического значения. Для центробежных насосов увеличение гидравлического сопротивления системы сведет расход в конечном итоге до «0», но максимальное значение будет ограничиваться. Учитывая это условие, приемлем только короткий период работы. Ошибка расчета кривой гидравлической системы может привести к выбору центробежного насоса, не отвечающего оптимальным характерис
Источник: