Оценка способов плавного регулирования подачи воды насосными агрегатами




Сравнительный анализ основных способов изменения подачи насосных агрегатов (НА) целесообразно провести путем сравнения их выходных характеристик (зависимость давления на выходе от подачи в системе с разомкнутой обратной связью) H(Q), а энергетических показателей (зависимость потребляемой мощности и КПД от подачи в системе с замкнутой обратной связью) - P(Q) при установившихся режимах работы.

Изменение подачи НА, равно как и регулирование, без изменения конструкции, теоретически возможно осуществить:

1) За счет изменения проходного сечения всасывающего или нагнетательного трубопровода (дросселирование на всасе или в напорном коллекторе);

2) За счет впуска воздуха в рабочую часть всасывающего трубопровода;

3) За счет сброса части поднятой насосом воды обратно в аванкамеру;

4) За счет изменения частоты вращения рабочего колеса насоса.

Из перечисленных выше способов наибольшее распространение на

практике получили:

1. Дросселирование в напорном патрубке НА;

2. Частичный сброс части поднятой НА воды обратно в аванкамеру;

3. Изменение угловой скорости вращения рабочего колеса насосного агрегата.

Поскольку между дросселирующим органом, установленным в напорном трубопроводе, и выходным патрубком НА расстояние незначительно, то потерями давления по длине трубопровода между ними можно пренебречь и задвижку совместить с НА. Такое представление НА вполне допустимо с точки зрения получения практических результатов и упрощения математического описания выходных характеристик.

Представив с достаточной для практики точностью безразмерную характеристику насоса в виде (2.2) при номинальной (ω = l) скорости вращения рабочего колеса, получим:

(2.57)

где ho, b, rн — коэффициенты, найденные при аппроксимации характеристики насоса квадратным трёхчленом. Опишем выходные характеристики НА соответственно для регулирования подачи дросселированием, сбросом и изменением частоты вращения рабочего колеса насоса:

(2.59)

(2.60)

где - потери давления на дроссельном органе;

- потери расхода при сбросе;

ω - относительная частота вращения рабочего колеса насоса (по отношению к базовой);

rз ,С - параметры проходных сечений дросселя и сброса.

Выходные характеристики основных способов регулирования подачи НА обеспечивают устойчивую работу систем водоподачи, начиная с расходов, определённых точками их экстремумов:

; (2.61)

; (2.62)

; (2.63)

где: - точка перегиба характеристики насоса.

Сравнение рассматриваемых способов удобней и наглядней провести на примере стабилизации давления на выходе НА.[ 17,18]. При этом (рисунок 2.8) система со сбросом обладает большим запасом устойчивости по расходу и меньшим по давлению, чем система с дросселированием. Запас устойчивости этих систем, как по давлению, так и по расходу снижается с увеличением уровня стабилизируемого давления.

Иная ситуация при регулировании частотой вращения: здесь, в соответствии с (2.60), при произвольном уровне стабилизации, устойчивая работа обеспечивается только начиная с расхода

где: минимальная частота, при которой обеспечивается уровень стабилизируемого давления .

Как видно из анализа (2.61), (2.63), система с частотным регулированием обладает наименьшим запасом устойчивости.

Управляющие воздействия рассматриваемых способов стабилизации определяются из (2.58) - (2.60).

(2.64)

1 -естественная характеристика насоса;

2,3 -искусственные характеристики при дросселировании напорной задвижкой;

4,5 - искусственные характеристики при регулировании скорости рабочего колеса насоса;

6,7 – искусственные характеристики при регулировании обратным сбросом.

Рисунок 2.8 - Регулировочные характеристики насосного агрегата:

(2.65)

(2.66)

При условии выполнения (2.64) - (2.66), КПД установившихся режимов стабилизации давления рассматриваемыми способами будут иметь вид (рисунок 2.9)

, (2.67)

, (2.68)

, (2.69)

где: - 0,95 - принятый кпд преобразователя, управляющего частотой

вращения двигателя насоса.

Мощность, потребляемая при дросселировании, описывается паспортной кривой зависимости мощности от подачи при номинальной скорости насоса:

(2.70)

В то время, как при регулировании сбросом эта мощность постоянна

(2.71)

1 - для полностью открытого насоса;

2, 3, 4 - в режиме стабилизации дросселированием;

6, 7, 8 - в режиме стабилизации сбросом, для hст = 1.0;0,9;0,8;

5 - в режиме стабилизации частотой вращения.

Рисунок 2.9. Зависимость КПД от расхода

и определяется его подачей при требуемом уровне стабилизации.

Наиболее экономичным (без учёта потери мощности в преобразователе) является частотное регулирование подачи, при котором потребляемая мощность зависит от скорости вращения рабочего колеса и описывается (2.3)

(2.72)

Очевидно, что каждый из рассмотренных способов регулирования имеет свои достоинства, использование которых в каждом конкретном случае может принести положительный эффект.

Выводы по разделу

Разработана эквивалентная электрическая схема замещения центробежного насосного агрегата.

Изучены и выявлены технологические особенности преобразования подведенной механической энергии в гидравлическую энергию движущегося потока в центробежном насосе.

Выявлено, теоретически обосновано и подтверждено экспериментально

наличие объективно существующего отставания скорости изменения технологических параметров центробежного насоса (подача и напор) от изменения угловой скорости вращения рабочего колеса.

Предложены математические зависимости, подтвержденные экспериментальными исследованиями, характеризующие работу НА, как звена автоматического регулирования второго порядка (имеющего две постоянные времени).

Получены математические выражения, описывающие параллельную работу однотипных и разнотипных насосов, работающих на общий коллектор ПНС и характеризующие качественную и количественные стороны водоподачи.

Предложена эквивалентная электрическая схема замещения центробежного насосного агрегата.

Энергетические показатели НА при частотном управлении до расходов,

определяемые точками пересечения характеристики 2,3,4,6,7,8 с кривой 5 (рисунок 2.8) выше, чем при дросселировании и сбросе.

Частотное управление не обеспечивает статической устойчивости системы на всём диапазоне расходов.

Энергетические показатели НА при дросселировании выше, чем при сбросе и с увеличением уровня стабилизации приближаются, а, начиная с расходов, определённых в п. 1 - превосходят показатели частотного регулирования.

Дросселирование обеспечивает статическую устойчивость НА на всём

диапазоне изменения расходов.

3 Исследование оптимальных режимов управления системой водоподачи на виртуальной модели в средеMatlab



Работы которые могут быть Вам интерессными so-stomatologicheskimi-zabolevaniyami.html

so-storoni-kitaya-i-ssha.html

so-storoni-roditelej-da-da-takoe-tozhe-bivaet.html

so-storoni-sautgempton-strit-vletaet-freddi-i-stanovitsya-mezhdu-nimi-zakriv-zontik-s-kotorogo-stekaet-voda-eto-molodoj-chelovek-let-dvadcati-on-vo-frake-bryuki-u-nego-vnizu-sovershenno-mokrie.html

so-storoni-serdechno-sosudistoj-sistemi.html

so-storoni-spasticheski-sokrashennih-mishc-i-prizhimaya-ego-k-sebe.html

so-storoni-ulici-u-shtaketnika-stoyal-pishnij-bagryanij-klyon-i-ronyal-svoi-listya-v-malenkij-sadik.html

sostoyala-v-grazhdanstve-sssr-prekrasheno-v-svyazi-s-raspadom-sssr.html

sostoyalsya-plenum-komiteta-mro-profsoyuza-rabotnikov-zdravoohraneniya.html

sostoyanie-ab-v-ga-rf.html

sostoyanie-ape-v-rossii.html

sostoyanie-artikulyacionnogo-apparata-dizartriya-zanimaetsya-li-s-logopedom.html

sostoyanie-artikulyacionnogo-apparata-golosa-i-dihaniya.html

sostoyanie-artikulyacionnogo-apparata.html

sostoyanie-artikulyacionnoj-motoriki.html

sostoyanie-artikulyacionnoj-motoriki-zaryadka-dlya-gub-yazichka.html

sostoyanie-avatara.html

sostoyanie-aviacionnoj-promishlennosti-rossii.html

sostoyanie-batarei.html

sostoyanie-bez-smerti.html

sostoyanie-biopolya-cheloveka.html

© domain.tld 2017. Design by Design by toptodoc.ru


Автор:

Дата:

Каталог: Образовательный документ