Выбор рациональных режимов работы и эксплуатации технологических установок и их электроприводов

вал, 4 - лопасти, 5 - патрубок всасывающего трубопровода, 6 - патрубок напорного трубопровода

Осевой насос
1 — корпус;
2 — направляющий аппарат;
3 — рабочее колесо; 4 — лопасти

жидкости (газу) в единицу времени

т = SVр- масса жидкости, проходящая через нагнетательную трубу, кг/с; V - скорость жидкости, м/с; S - поперечное сечение нагнетательного трубопровода, м2; р - плотность жидкости, кг/м3.

мощность

С учетом SV=Q - подача насоса, рV2/2=H – напор, мощность и момент на валу двигателя

Принимая, что скорость движения жидкости V=ωR, где: R — радиус колеса

Зависимости момента и мощности

напор Н = р/ρg (ρ — плотность жидкости или газа; g — ускорение сво­бодного падения), определяемый как разность напоров на выходе и входе насоса (вентилятора) при неизменной номинальной скорости, не будет зависеть от расхода Q в пределах его изменения от нуля до номинала, т. е.
Н=Нном=const,
в относительных величинах Н*=1 Q*=0...1 при ω*=1 (характеристика 1)

обобщенные характеристики:
2 — насосов типа КМ
3 вентиляторов с лопастями, загнутыми назад
4 —вентиляторов с лопастями, загнутыми вперед, полезной мощностью 10...15 кВт

= а + bQ,
в относительных единицах
Pмex*=c + (1-c)Q*,
а, b, с, — постоянные, зависящие от типа центробежной машины.
допущение хорошо выполняется для насосов (с = 0,4), хуже — для вентиляторов (с = 0,2...0,6 ). В общем случае с = 0,4.

машин справедливы соотношения подобия.
Для конкретной машины, работающей со скоростями ωа и ωь:

Из первых двух уравнений с учетом 1-го допущения получены характеристики насоса (вентилятора) напор—расход при регулировании скорости (горизонтальные линии)

М — момент на валу машины,
М= PMex/ω

применительно к структурам магистрали.
Обобщенная зависимость Н= aQ2.

а — перекачка жидкости (газа) без подъема

б — перекачка жидкости с подъемом на высоту h

характеристики магистрали при ее постоянном сопротивлении, соответствующем номинальному 1 и половинному 2 расходу

переход от номинального расхода к половинному происходит за счет увеличения сопротивления магистрали (крутизны характеристики), т.е. переход от 1 к 2 (дросселирование);
при этом избыток напора ΔН* = 0,75
При регулируемом приводе режим Q* = 0,5 в соответствии с 1-й формулой подобия достигается заданием скорости ω* = 0,5 без какого-либо избытка напора.
.

Гибкость управления технологическими координатами (напором и расходом) достигается при радикальном снижении энергетических затрат ( в 8 раз) в соответствии с 3-й формулой подобия

бы уменьшение мощности от 1,0 до 0,7 при дросселировании согласно
Pмex*=0,4 + (1-0,4)Q*,
при регулировании угловой скорости уменьшение мощности от 1 до 0,125 согласно

Идеализированные энергетические модели центробежных машин позволяют оценивать в любых конкретных условиях эффективность их регулирования.
Если требуются более детальные оценки, то следует пользоваться характеристиками конкретных агрегатов.

двух способах регулирования расхода

регулирования (1 – ВЦД-3,5 и 2 – ВЦД-32 – регулирование направляющим аппаратом; 3 – ВОД-30 - регулирование направляющим аппаратом и поворотом лопаток колеса; 4 – ВЦД-32 – регулирование скорости вращения с помощью регулируемого электропривода)

экономичность регулирования вентиляторных установок различными способами:
1 – дроссельное регулирование;
2 – направляющим аппаратом; 3 – муфтами скольжения;
4 – реостатное с АД;
5 – каскадными схемами с АД.