Работа насосов в составе гидравлических систем
Характеристиками гидравлических судовых систем называют графические зависимости потерь напора в трубопроводах Нсист от расхода жидкости Q. Потери напора в судовых системах состоят из двух составляющих: статического напора hСТ и потерь напора на трение и местные сопротивления в трубопроводах hw.
Нсист = Нст + hw
Статический напор учитывает разность давлений в начальном и конечном сечении трубопровода. Величина статического напора не зависит от расхода жидкости. Потери напора на трение и местные сопротивления в трубопроводах при неизменном положении клапанов и клинкетов пропорциональны квадрату производительности: hw = k Q2
На рис. 2.27, а изображены характеристики систем, имеющих статический напор Hст. Такой вид у характеристик осушительной системы подводной лодки, откачивающей воду за борт на глубине Нст .
На рис. 2.27, б изображены характеристики систем без статического напора. Этот вид, например, имеют характеристики системы охлаждения вспомогательных механизмов забортной водой. Сплошной линией 1 на обоих рисунках изображены характеристики систем с полностью открытыми клапанами. Пунктирными линиями 2 и 3 изображены характеристики систем с частично закрытыми клапанами (чем больше закрыт клапан, тем больше гидравлическое сопротивление, тем круче характеристика).
Совместные характеристики работы насосов и систем
Каждому режиму работы судового насоса соответствует одна общая точка характеристики насоса и системы, называемая рабочей точкой. На рис. 2.28, а изображены характеристика центробежного насоса 1, характеристика системы 2 и рабочая точка А. Подача насоса выразится величиной Qa, а напор насоса - величиной НА.
Величину подачи насоса можно регулировать изменением характеристики насоса или изменением характеристики корабельной системы.
Характеристику насоса можно изменять регулированием частоты вращения двигателя или переключением рабочих колес с параллельного на последовательное соединение. На рис. 2.28, а изображена, например, характеристика 3 насоса, частота вращения которого n3 меньше номинальной n3< n1. Рабочая точка А насоса при этом переместится в точку В. Ей соответствует подача QВ<QА и напор НВ<НА.
Характеристику системы изменяют дросселированием или перепуском рабочего тела. При дросселировании искусственно увеличивают сопротивление системы закрытием клапана. На рис. 2.28, б изображены характеристика 1 центробежного насоса и характеристика 2 системы при полностью открытых клапанах. При этом рабочей точке А соответствуют подача QA и напор НА. При частично закрытом клапане (характеристика 3 системы) рабочая точка А переместится в точку В и ей будут соответствовать подача QВ<QА и напор НВ<НА.
Регулирование дросселированием – самый простой с эксплуатационной точки зрения способ. Однако он имеет существенные недостатки.
При регулировании дросселированием происходят большие потери напора на клапане. Если для обеспечения расхода QB при открытых клапанах требуется напор НЕ то при регулировании дросселированием насос создает напор НВ, значительно превышающий требуемый. При этом расходуется дополнительная мощность и насос работает в неблагоприятных условиях. Способ регулирования дросселированием неприменим для объемных типов насосов. Регулирование перепуском осуществляется следующим образом: при необходимости уменьшить расход жидкости часть ее перепускается из напорного трубопровода во всасывающий или в приемный бак. Регулирование перепуском является простым, но экономически невыгодным способом. Насос перекачивает дополнительное количество перепускаемой жидкости, затрачивая на это энергию. Регулирование перепуском наиболее целесообразно для объемных насосов.
Литература
Вспомогательные механизмы и судовые системы. Э. В. КОРНИЛОВ, П. В. БОЙКО, Э. И. ГОЛОФАСТОВ (2009)
