Работа центробежной насосной установки 

При проектировании насосных станций и отдельных насосных установок отметка расположения насосных агрегатов устанавливается в зависимости от высоты всасывания насосов. Она определяется допустимой вакуумметрической высотой всасывания, сопротивлением всасывающего трубопровода и положением уровня воды в источнике. 

Геодезическая высота всасывания вертикальных насосов равна разности отметок середины всасывающей кромки первого рабочего колеса благодаря разрежению на входе в насос жидкость непрерывным потоком входит во всасывающую трубу под действием атмосферного давления на свободной поверхности жидкости в источнике, но если геодезическая высота всасывания hв не будет согласована с допустимой вакуумметрической высотой всасывания насоса H вдоп. может наступить кавитация и нормальный режим работы установки нарушится. 

Для предупреждения этого при проектировании насосной установки Лодезическая высота всасывания hв рассчитывается, при этом принимается во внимание допустимое значение НВд0п данного насоса при заданном максимальном расходе жидкости. Зависимость между геодезической и допустимой вакуумметрической высотой всасывания может быть получена из уравнения Д. Бернулли. Применим уравнение Бернулли к потоку жидкости во всасывающей трубе (рис. 23), написав его для сечений О — О и I — I; 

Рис. 23. Схема к определению высоты всасывания. 

 Если принять за плоскость сравнения уровень свободной поверхности, то z0 = 0 и z1, = hb. Тогда  ,

По скольку размеры источника или резервуара значительно больше диаметра всасывающей трубы, то . Уравнение  перепишем в виде 

Где  - сумма коэффициентов, учитывающих все местные потери во всасывающем трубопроводе. Как видим, допустимая величина геодезической высоты всасывания увеличивается с увеличением давления на свободную поверхность жидкости в источнике и уменьшается при увеличении скорости во всасывающем трубопроводе. 

При подаче насосом жидкостей с объемным весом, отличающимся от объемного веса воды, при подаче горячей жидкости, при установке насоса на местности выше уровня моря и при переходе на другое число оборотов  необходимо исправить на действительные условия работы. Если  - допустимая вакуумметрическая высота всасывания насоса для заданных условий работы и  - допустимая вакуумметрическая высота всасывания при данном числе оборотов, то  где H0 — барометрическое давление на данной высоте, выраженное в м вод. ст.; Ht — давление насыщенных паров перекаливаемой жидкости при данной температуре, выраженное в м вод, ст. 

При этих обозначениях геодезическая высота всасывания  и после этого значения  окончательно получим  где dBC—диаметр всасывающего трубопровода в м, Q — расход жидкости через насосную установку в м3/сек. 

Для определения величин, входящих в вышеприведенные формулы, пользуются таблицами:

а) зависимость Hδ от высоты установки насоса над уровнем моря (табл. 1). 

б) зависимость Ht от температуры перекачиваемой жидкости (табл. 2). 

Пользуясь формулой, можно определить геодезическую высоту всасывания насосной установки при известной допустимой вакуумметрической высоте всасывания насоса. На основе ряда исследований и обобщения опытных данных, полученных при навигационных испытаниях насосов, С. С. Руднез (ВИГМ) предложил следующую формулу для определения наибольшей допустимой вакуумметрической высоты всасывания центробежного насоса в зависимости от коэффициента быстроходности ns:  где Скр — кавитационный критерий подобия насосов, зависящий от коэффициента быстроходности (табл. 3); 

Q — производительность насоса м3/сек ( при расчете насосов с двухсторонним входом вместо Q принимать Q/2) n — число оборотов рабочего колеса об/мин  - атмосферное давление Решая уравнение  относительно  получим   

В тех случаях, когда нет кавитационной характеристики насоса Нвдоп — Q для определения вакуумметрической высоты всасывания можно воспользоваться предыдущей формулой или номограммой (приложение III.) 

Затем, воспользовавшись приложением IV, можно найти данные для расчета гидравлических сопротивлений всасывающей трубы и по формуле  определить геодезическую высоту всасывания hв. Следует помнить, что полученное значение hв является предельным для данного насоса и, если условия позволяют, следует принять геодезическую высоту всасывания меньше расчетной. 

Эти рекомендации были составлены, исходя из постоянства свободного уровня жидкости в источнике. Однако при практическом использовании центробежных и других насосных установок в естественных условиях последним приходится работать при значительном колебании уровня жидкости в источнике. Влияние этих колебаний будет рассмотрено ниже.