§ 2.16. РЕГУЛИРОЛВАНИЕ ПОДАЧИ

Основной задачей регулирования машины является подача в сеть расхода Q,м³/с, заданного определенным графиком. При этом, как показывают характеристики, все ос­новные параметры машины Н, р, Nи ηизменяются.

Компрессоры в некоторых случаях работают на сеть с переменным Q, но должны обеспечить постоянное давление р (пневматический инструмент, воздушные молоты); в других случаях они работают с постоянным Qпри переменном р (доменный и ваграночный процессы, пневмосистема буровой установки и т.п.).

Рис. 2.41. Центробежный насос в системе трубопроводов

Рис. 2.42. График дроссельного регулирования центробежной машины

Таким образом, возможны различные варианты задачи регулирования подачи.

Дроссельное регулирование при n= const.Пусть центробежная машина включена в трубопроводную систему так, как показано на рис. 2.41.

Представим на графике (рис. 2.42) характеристики напора, мощности и КПД центробежной машины при постоянной частоте вращения. На этом же графике нанесем характеристику трубопроводной сети, на которую включена машина: при этом будем предполагать, что регулирующий дроссель открыт полностью.

Установившийся режим работы машины возможен только при условии, что напор машины равен напору, расходуемому в системе. Так как первый из них выражается ординатами характеристики H=f(Q)центробежной машины, а второй - ординатами

характеристики трубопровода, то очевидно, что указанное равенство наблюдается тольк в точке αпересечения характеристик.

В случае прикрытия дросселя на напорной трубе положение характеристики трубопровода изменится, и точка αпередвинется по характеристике машины влево вверх и займет положение a^,, определив тем самым новые значения параметров

^РЕГ ’^НРЕГ , ^NРЕГ ^РЕГ '

Дальнейшее прикрывание дросселя вызывает смещение характеристики трубопроводной системы еще больше вверх, и точка αпередвинется, например, в точку ее", дающую новые значения ,Н_РЕГ,N^^_РЕГ и т. д.

Следовательно, дроссельное регулирование при n =constдостигается введением дополнительного гидравлического сопротивления в сеть трубопроводов машины.

Поскольку наибольшая подача достигается при полностью открытом дросселе (точка α), дроссельное регулирование применяют только с целью уменьшения подачи.

Из рис. 2.42 видно, что дросселирование уменьшает мощность на валу машины и вместе с тем повышает долю энергии, расходуемой при регулировании; поэтому оно не­экономично. Так, например, при регулировании до Q^напор, непроизводительно затрачиваемый в дросселе, определяется отрезком DH" ординаты, а теряемая при этом в насосе мощность будет

Чем более глубоко осуществляется процесс регулирования, тем более непроизводительна затрата мощности.

Энергетическая эффективность этого вида регулирования центробежных машин низка, однако ввиду чрезвычайной простоты этот способ имеет широкое применение.

При дроссельном регулировании центробежных насосов, подающих жидкость, дроссель располагают на напорной трубе. Если разместить его на всасывающей трубе, то при регулировании могут возникнуть кавитационные явления в потоке и нарушение нормальной работы насоса.

Подача центробежной машины при постоянной частоте вращения может изменяться не только вследствие изменения открытия дросселя, но и по причинам, связанным с из­менением давления в системе трубопроводов. Представим себе, что по какой-либо причине повышается давление p₂в напорном баке. На рис. 2.42 это отразится в смещениях характеристик трубопровода вверх на одинаковые отрезки при всех подачах; при этом точка а пересечения характеристик будет передвигаться по характеристике машины влево и вверх; это означает, что подача машины уменьшается. Уменьшение давления p₂, наоборот, вызывает увеличение подачи машины. Аналогично влияет на подачу машины изменение геометрической высоты.

В некоторых случаях режим работы центробежной машины может изменяться самопроизвольно (без прямого вмешательства эксплуатационного персонала). Так, на­пример, если в установке, включенной по схеме на рис. 2.41, прекратился расход жидкости из напорного бака, а центробежная машина продолжает работать, то статиче­ская высота подачи будет возрастать ввиду изменения p₂и H_Г; это повлечет за собой смещение характеристики трубопровода вверх. Точка а будет передвигаться по характе­ристике машины влево вверх, подача машины будет уменьшаться при одновременном возрастании напора и снижении мощности. Такой процесс может привести к понижению подачи машины до нуля; это произойдет в тот момент, когда статическая высота подачи (сумма геометрической высоты и высоты давления) сравняется с напором холостого хода машины.

то дросселирование. как способ регулирования, бессмысленно, поскольку .вызывает увеличение потребляемой мощности.

Регулирование изменением частоты вращения вала машины. В тех случаях, когда имеется возможность изменять частоту вращения вала двигателя, целесообразно

регулировать подачу изменением частоты вращения.

Пусть центробежная машина, включенная по схеме на рис. 2.41, работает при частотах вращения n₁,n₂,n₃,.., причем n₁