Обточка рабочего колеса центробежного насоса

При подборе насосного оборудования часто характеристики не соответствуют конкретным условиям и параметрам. Не всегда возможно и целесообразно в таких случаях применять частотное регулирование, поэтому сегодня мы расскажем об одном из основных способов изменения характеристик насосного оборудования – обточке рабочего колеса.

Процесс обточки заключается в удалении материала рабочего колеса для уменьшения его диаметра выхода D2. В свою очередь, результатом уменьшения диаметра является снижение напора. Следовательно, при обточке рабочего колеса кривая характеристики насоса понижается и при некотором значении D2 будет проходить через заданную режимную точку.

Рассмотрим более подробно на примере насоса двухстороннего всасывания NSC. Его расходно-перепадная характеристика показана снизу.

Самая верхняя кривая соответствует максимальному диаметру рабочего колеса 250 мм, самая нижняя минимально допустимому диаметру 210 мм. С помощью обточки рабочего колеса мы можем получить все характеристики, находящиеся между этими двумя кривыми. Обточить колесо до диаметра меньше, чем 210 мм можно, но это приведет к значительному падению КПД. Рекомендуется уменьшать диаметр рабочего колеса не более чем на 20% от номинального значения в зависимости от коэффициента быстроходности.

Напоминаем, что коэффициент быстроходности ns является критерием подобия насоса и вычисляется по следующей формуле:

где Q – номинальная подача насоса, м3/с; n– частота вращения, об/мин; H – номинальный напор насоса.

Далее в таблице приведены рекомендуемые предельные величины обточки рабочего колесадля различных значений коэффициента быстроходности:

Чтобы определить необходимый для получения требуемой характеристики диаметр рабочего колеса, можно воспользоваться эмпирическими формулами пересчета:

где Q, H, N, D – значения подачи, напора, мощности и диаметра колеса до обточки, а Q’, H’, N’, D’ после обточки.

Проведя простые математические преобразования, получим, что данные формулы пересчета применимы к режимам, лежащим на одной параболе, называемой параболой обточек:

где с– индивидуальный коэффициент для каждой параболы.

Чтобы стало более понятно, посчитаем на примере приведенной выше характеристики заранее известный диаметр для обточки. Предположим, нам необходимо получить рабочую точку:

Для этого проводим через эту точку параболу обточек, выходящую из начала координат:

Далее берем получившееся значение напора с кривой, соответствующей максимальному диаметру 250 мм, т.е. H=77 м. Используя одну из формул пересчета, получаем:

Как можно видеть, рассчитанный нами необходимый диаметр колеса совпадает с указанным в каталоге.

Проводить данный расчет при подборе оборудования CNP Aikon не обязательно, так как необходимый диаметр рабочего колеса для требуемого режима рассчитывают индивидуально на производстве. В программе подбора CNP Select обточка рабочего колеса просчитывается автоматически, например, для консольных насосов NIS/NISO, а также других серий.