§ 7.5. ХАРАКТЕРИСТИКИ. РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОДАЧИ

Регулирование подачи. Общее выражение для подачи поршневого насоса (согласно § 7.1 и § 7.4) имеет вид

где к - постоянный коэффициент.

Отсюда следует, что подача поршневого насоса находится в зависимости от четырёх факторов: D, S, nи η₀.Изменения подачи теоретически можно достигнуть изменением одного или нескольких из них. Практически же изменение Dс целью регулирования подачи насоса требует изменения геометрических размеров гидравлической части подобно тому, как это реализовано в буровых насосных агрегатах (путём замены поршней и цилиндровых втулок при сохранении посадочных размеров в корпусе гидравлической части насоса). В насосах с заданными и фиксированными геометрическими размерами цилиндро-поршневой группы изменение Dневозможно.

Можно регулировать подачу насоса изменением η₀Для этого нужно выполнить всасывающий или напорный клапан управляемым и задерживать посадку его на седло во время соответствующего хода подачи или всасывания. Этот способ регулирования применяют редко, так как он связан с понижением общего КПД насоса и, следовательно, энергетически неэффективен.

Регулирование изменением длины хода поршня применяют в малых поршневых насосах с кривошипно-шатуннным приводом; в таких насосах палец кривошипа можно переставлять в прорези щеки кривошипа. При остановке насоса можно переставлять палец на определённое расстояние Rот центра и иметь S = 2R, необходимое для получения требуемой подачи.

В прямодействующих паровых (или газовых) насосах поршни гидравлическойчасти приводятся в движение непосредственно от штоков приводной части; в этом случае получают изменение хода перестановкой распределительных органов приводного механизма.

Основным способом регулирования подачи поршневого насоса с электрическим приводом является изменение частоты вращения вала приводного двигателя или перемена отношения передаточных устройств, включённых между двигателем и насосом.

Дросселирование как способ регулирования поршневых насосов недопустимо, ибо оно почти не влияет на подачу, но существенно увеличивает потребляемую мощность.

Характеристики. Основной характеристикой поршневого насоса является зависимость между его подачей и напором (давлением). Форма этой зависимости легко выясняется из выражения для подачи поршневого насоса. Действительно, для насоса с заданными геометрическими размерами подача теоретически не зависит от давления. Это значит, что при заданной частоте вращения подача постоянна и одинакова при всех на­порах. Поэтому в системе координат Q - Н характеристика H = f(Q)(или Q - р) изобразится (при n = щ) прямой линией, параллельной оси ординат (рис. 7.3, а и б).

Рис. 7.3, а. Теоретические и действительные Рис. 7.3, б. График совместной работы характеристики напора при n = var поршневого насоса и трубопровода

Если насос получит новую частоту вращения n₂>n₁, то его подача увеличится пропорционально частоте вращения и характеристика займет новое положение, соответствующее п₂. Аналогично получаются характеристики для частот вращения п₃>n₂, П4>Пз ...

Теоретические характеристики поршневого насоса при переменной частоте вращения представляются семейством прямых линий, параллельных оси ординат. Действительные

же характеристики отклоняются от теоретических, как это показано штриховыми лини на рис. 7.3, а, б.

Указанное отклонение объясняется тем, что при повышении напора объемный КПД насоса уменьшается вследствие увеличения утечек.

Характеристики H = f(Q)показывают, что при заданной частоте вращения поршневой насос может создавать различные напоры. При этом он будет потреблять разные мощ­ности.

Так как давление, создаваемое насосом любого типа, определяется условиями совместной работы насоса и трубопроводной сети, то вопрос о мощности на валу поршне­вых насосов может быть рассмотрен только применительно к условиям заданной сети.

Совместная работа поршневого насоса и трубопровода. Задача по определению напора (давления), создаваемого поршневым насосом, и полезной мощности его решается графически совместным построением характеристики насоса и трубопровода. Это выполнено на рис. 7.3, б для частот вращения n₁, n₂, n3и n₄при условии n₁