При последовательном соединении труб (рис.6,а) потери напора по отдельным участкам суммируются:
,
Обозначим
,
где
сопротивление системы последовательно соединенных трубопроводов.
Тогда
.
При параллельном соединении труб (рис.6,б):
,
,
,
В трубопроводах с непрерывным отбором жидкости (рис.6,в) (в перфорированных трубопроводах), в которых часть расхода равномерно отбирается по длине трубопровода , а другая часть следует транзитом, потери по длине определяются по формуле
Расход в начале трубопровода
Рис.6
Работа насоса на сеть. Определение рабочих параметров насоса.
Рабочий процесс насоса характеризуется основными параметрами: подачей , напором , мощностью , КПД и высотой всасывания .
Расчетная формула для определения геометрической высоты всасывания имеет вид
,
Где
вакуумметрическая высота во входном патрубке насоса;
атмосферное давление;
давление насыщенных паров жидкости;
кавитационный запас, показывающий избыток абсолютной удельной энергии жидкости во входном патрубке насоса относительно удельной энергии, определяемой давлением насыщенных паров жидкости;
потери напора во всасывающей линии.
Для соблюдения условия безкавитационной работы насоса он должен располагать допустимым запасом энергии
,
где
критический кавитационный запас, при котором в насосе появляется начальная стадия кавитации;
коэффициент запаса.
Допустимая высота всасывания определяется по формуле
.
Для окончательного расчета допустимой геометрической высоты всасывания необходимо знать критический кавитационный запас .
Его можно вычислить по эмпирической формуле, полученной С.С. Рудневым
,
где
высота вращения рабочего колеса, ;
подача, ;
коэффициент кавитации.
Величина для всех геометрически подобных насосов постоянна и находится в пределах 800-1500. Чем выше величина , тем лучше всасывающая способность насоса.
Аналитические характеристики насосов могут быть представлены в виде
,
где
постоянные коэффициенты пожарных насосов.
Подбор насосов производится по требуемым величинам подачи (расхода) и напора . Поскольку подача лопастного насоса изменяется от напора, лучше, если последний задается по форме характеристики трубопровода (сети). Эта зависимость находится по формуле
,
где
геометрическая высота подъема жидкости, м;
свободный напор в диктующей точке, м;
суммарные потери напора в трубопроводе (гидравлическое сопротивление системы).
Таким образом, характеристика трубопровода определяется по формуле
,
т.е. в координатах ; представляет параболу, выходящей из точки (), при (рис.7).
Рис.7
Фактическая подача находится путем совмещения характеристик насоса и сети в точке их пересечения (рабочей точке), как показано на рис.8. Насос подобран удовлетворительно, если рабочий режим (рабочая точка) лежит в пределах рекомендуемой области его использования.
Рис.8
Параллельное соединение насосов используется для получения большей подачи. Если насосы одинаковы, то суммарная характеристика получается удвоением, утроением и т. д. абсцисс характеристики одного насоса, как показано на рис.9 (). Фактическая общая подача определяется точкой пересечения соответствующей суммарной характеристики насосов с характеристикой трубопровода, выходящей из точки (), при . Фактическая же подача увеличивается, но меньше, чем в два, три и т.д. раза, что объясняется крутизной характеристики трубопровода. Для параллельной работы нужно подбирать насосы, близкие по величине развиваемого напора.