1. Безнапорное движение жидкости. Особенности гидравлики безнапорных потоков

24 Последовательное и параллельное соединение центробежных насосов
Параллельная работа насосов.
Если насос не может обеспечить требуемого расхода(подачи), применяется параллельное соединение насосов.
Необходимым условием для слияния двух или более напорных потоков жидкости является равенство их энергий в месте слияния, в противном случае поток с меньшим напором будет вытесняться потоком, напор которого больше.
Расходы насосов при параллельном соединении складываются. Для того чтобы найти режимную точку параллельно работающих на общий трубопровод насосов, необходимо построить их суммарную напорно-расходную характеристику. На рис. приведены характеристика трубопровода, характеристики двух разнотипных насосов I и II и построенная суммарная напорно-расходная характеристика (I + II).
Началу совместной параллельной работы соответствует точка B. Далее суммарную характеристику получают путем сложения абсцисс, соответствующих подаче насосов при одинаковых напорах. Рабочая точка A определяет суммарную подачу Q _{(I + II)} при напоре . Горизонтальная линия, проведенная из точки A, пересекает характеристики каждого насоса в точках 1 и 2, которым соответствуют подачи насосов и . Если бы насосы подавали жидкость в данный трубопровод раздельно, то каждая из подач и была бы больше. Эти подачи определяются пересечением характеристики трубопровода с характеристиками каждого насоса.

П ерпендикуляры, опущенные из точек 1 и 2 до пересечения с линиями зависимости от подачи мощности насосов и их КПД, определяют соответственно мощности (точки 3 и 5) и КПД (точки 4 и 6) насосов при их совместной работе.

Из графика видно, что при совместной параллельной работе насосов увеличивается не только подача, но и напоры насосов. Напор при совместной работе H_A больше каждого из напоров насосов, работающих индивидуально (точки 7 и 8).
Эффект увеличения подачи тем больше, чем характеристика сети трубопроводов будет положе. С увеличением крутизны характеристики трубопровода уменьшается эффект увеличения подачи и вырастает суммарный напор.


Последовательная работа насосов
При последовательном соединении напорный патрубок первого насоса соединяется со всасывающим патрубком второго насоса. Насосы соединяются последовательно для увеличения напора в сети.

На рис приведены характеристики трубопровода, разнотипных насосов I и II и суммарная характеристика I + II. Построение суммарной характеристики производится путем сложения ординат напоров насосов при одинаковых подачах.

Каждый насос при индивидуальной работе на трубопровод развивал соответственно подачу Q_I и Q_II при напорах H_I и H_II. Мощность и КПД первого насоса характеризовались точками 2 и 5, а второго – точками 3 и 6. При последовательной работе насосов на трубопровод их совместный режим определяется точкой А, которая характеризуется подачей и напором . Из графика видно, что последовательное включение насосов приводит не только к увеличению напора, но и к росту суммарной подачи, если ее не ограничивать.
Пусть необходимо, сохранив прежний расход Q_I, поднять жидкость на высоту, в два раза большую – 2H_г. Трубопровод удлинится, изменится его напорно-расходная характеристика. Новая характеристика трубопровода отмечена на рис. 16.20 как S₁ + S₂. Рабочей точкой будет A^I. Этой точке соответствует подача Q_I при суммарном напоре H_I + H_II. Мощность и КПД насоса I по-прежнему характеризуются точками 2 и 5, а насоса II – точками 4 и 7.
Последовательное соединение насосов на одной насосной станции в практике водоснабжения используется редко. Замена двух последовательно соединенных насосов одним, обеспечивающим больший напор, экономически более целесообразна. Для создания высоких напоров промышленностью выпускаются многоступенчатые насосы.