Обычно на судне используют грузовые насосы одной и той же серии, т. е. они имеют одинаковые напорные характеристики и могут подавать груз в трубопровод одновременно ТОЛЬКО при одинаковом НАПОРЕ.
Рис. 88. Напорная характеристика насоса в системе простого трубопровода |
Учитывая это, характеристику параллельного действия насосов находят в результате суммирования подачи насосов при заданных величинах напора. Например, для двух одинаковых насосов, работающих параллельно, характеристика их параллельного действия будет выглядеть, как показано на рис. 89.
Рис. 89. Параллельное включение насосов
1, 2 — напорные характеристики автономного действия насосов;
1 + 2 — напорная характеристика параллельного действия насосов
Рис. 90. Последовательное включение насосов
Работа насосов, включенных последовательно. Довольно часто возникают ситуации, когда напора, создаваемого одним грузовым насосом, недостаточно для того, чтобы преодолеть высокое противодавление в береговом трубопроводе. Это происходит в тех случаях, когда необходимо перекачать груз в высоко расположенные береговые емкости или в том случае, если возникает необходимость подогреть груз на выгрузке, что приводит к значительному повышению давления в трубопроводе.
В таких случаях последовательно с грузовыми насосами включают один или два бустерных насоса. Обычно грузовые и бустерные насосы имеют различные напорные характеристики.
Нормальная работа грузового и бустерного насосов при последовательном включении возможна ТОЛЬКО при равенстве ПОДАЧИ насосов.
Учитывая это, характеристику последовательного действия насосов получают в результате суммирования напора насосов при заданных величинах подачи. Графически последовательное включение насосов будет выглядеть так, как показано на рис. 90.
Характеристики струйных насосов. Напор струйного насоса зависит от расхода Q , давления Р рабочей жидкости (пропеланта) и высоты всасывания. При заданных величинах Q р, Р р подача насоса зависит от высоты всасывания.
НАПОРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРУБОПРОВОДОВ
Напорной характеристикой трубопровода называется графическое представление зависимости между расходом жидкости через трубопровод и его сопротивлением.
Сопротивление простого однониточного трубопровода
НТР = HTР.ст + НТР.дин
где HTР.ст, НТР.дин — статическая и динамическая составляющие сопротивления трубопровода соответственно.
Рис. 91. К определению сопротивления трубопровода
Статическая составляющая трубопровода определяется разностью давления на поверхности жидкости в береговом танке и в грузовом танке судна или разностью уровней жидкости в них:
HTР.ст = zH + (Рр - РT) / ρg,
где zH — разность между высотой столба жидкости в береговой емкости и уровнем груза в танке. При условии равенства давлений в береговой емкости и судовом танке получим HTР.ст = zH
Динамическая составляющая характеризуется гидравлическим сопротивлением трубопровода потоку жидкости и равна (рис. 91)
HTР.дин = ∑ λ l • v ² + ∑ ξ l • v ² ,
T d • g и 2g
где ∑λ, ∑ξ ξ; — сумма сопротивлений трения и местных сопротивлений трубопровода; λ, ξ, — коэффициенты сопротивления трения и местного сопротивления; l, d — длина и диаметр трубопровода соответственно; v — линейная скорость насоса.
В соответствии с законом сохранения массы, предполагающим постоянство расхода жидкости в любом поперечном сечении трубопровода,
v = 4Q • π и Q = π • d ² • v
d² 4
После преобразования правой части выражения получим
HTР.дин = W • Q²
где W — сумма приведенных коэффициентов гидравлических сопротивлений трубопровода — постоянная трубопровода. Тогда
HTР. = HTР.ст + W • Q²
|
Рис. 92. Напорная характеристика трубопровода Рис. 93. Разветвленный трубопровод
|
Следовательно, напорная характеристика трубопровода имеет вид параболы с началом на оси ординат (рис. 92).
Грузовой трубопровод бывает разветвленным (рис. 93). Ветви трубопровода могут иметь различную длину, диаметр, конфигурацию и, следовательно, различные характеристики. Они могут пропускать жидкость одновременно, только если их сопротивления будут равны. Учитывая это, суммарную характеристику ветвей трубопровода можно отобразить графически (рис. 94).
В результате суммирования расходов жидкостей через ветви трубопровода 1 и 2 при равной величине их сопротивления определяют суммарную характеристику ветвей k -4. Суммируя сопротивления ветви 1, сопротивление ветви 2 на участке от Q 1 , до Q k (поскольку на этом участке ветвь 3 не может пропускать жидкость из-за высокого сопротивления) и сопротивление ветвей 2, 3 и участка k -4, получают суммарную характеристику 5 разветвленного трубопровода при заданных расходах жидкости.