Гидравлическое сопротивление насосных станций

Коммуникации насосных станций часто обладают большими гидравлическими сопротивлениями. На преодоление этих сопротивлений теряется значительная часть напора, создаваемого насосами, и, следовательно, затрачивается большое количество электроэнергии. Поэтому при проектировании насосных станций необходимо выбирать рациональные схемы коммуникаций, имеющие возможно меньшие потери напора.

Это особенно важно для крупных насосных станций, перекачивающих большие массы воды. Незначительное снижение потерь напора в коммуникациях таких станций приводит к большой экономии электроэнергии. Так например, снижение потерь напора на 1 м вод.ст. в коммуникациях насосной станции производительностью 5,0 м³/сек при ее круглосуточной работе дает годовую экономию электроэнергии в размере около 450 000 кВт/ч.

При проектировании насосных станций обычно стремятся к наиболее компактным схемам коммуникаций, дающим возможность уменьшить габариты зданий станций, а следовательно, и их строительную стоимость. Недостаток компактных схем коммуникаций заключается в относительно резких изменениях направления потоков воды, увеличивающих потери напора в них. Кроме того, увеличение потерь напора в коммуникациях в значительной степени обусловливается несовершенством формы фасонных частей, изготовляемых без учета гидравлических свойств потока. Широкое применение и отлично зарекомендовавшие себя в наши дни получили промышленные и бытовые насосы dab как качественные и надежные насосы.

Для правильного выбора и сравнительной оценки того или иного варианта коммуникаций необходимо знать величины коэффициентов. В технической литературе приводится большое количество данных о коэффициентах потерь, полученных различными исследователями. Однако использование этих данных для гидравлических расчетов коммуникаций насосных станций затруднительно по следующим причинам:

1. Значения коэффициентов потерь по данным различных исследователей для одного и того же вида арматуры и фасонных частей сильно отличаются друг от друга. Опубликованные таблицы этих коэффициентов недостаточно полны и частично устарели.
2. Значения коэффициентов потерь были определены в большинстве случаев на основании экспериментов с фасонными частями малых диаметров и не могут быть непосредственно использованы для фасонных частей больших диаметров.
3. Не все исследователи производили свои опыты по определению коэффициентов потерь правильно с методической точки зрения. Так, например, Вейсбахом и некоторыми другими отбор давлений производился в непосредственной близости от местного сопротивления, где завихрения потока значительно сказывались на показаниях манометров и, следовательно, на правильности полученных данных.
4. Данные о коэффициентах потерь для сварных фасонных частей в технической литературе почти отсутствуют.
5. Приводимые коэффициенты относятся к отдельным фасонным частям (различных типов), перед и после которых имеются прямые участки труб, исключающие влияние одной фасонной части на другую.

В практике строительства насосных станций чаще монтируются целые узлы из фасонных частей и арматуры, непосредственно примыкающих друг к другу или имеющих между собой небольшие прямые участки труб. Вычисление суммарного сопротивления узла как суммы сопротивлений входящих в него фасонных частей без учета их взаимного влияния не дает правильных результатов, даже если коэффициенты потерь отдельных фасонных частей достаточно точно известны.

Указанные причины, естественно, заставляют весьма осторожно и критически относиться к рекомендуемым в литературе коэффициентам потерь и методике определения потерь напора в коммуникациях по арифметической сумме коэффициентов потерь фасонных частей, входящих в коммуникации.