Специфична честота на въртене ns

Под специфична честота на въртене /специфични обороти/ ns на дадена помпа се разбира честотата на въртене на еталонна моделна помпа,подобна на дадената,с дебит Qм = 0.075 m³/s (75 л/с) и напор Нм = 1 м,което съответствува на полезна мощност Рем = 0.736 kW при работа на еталонната помпа с вода –

ρм = 1000 кг/м³ (1 кг/л).

От уравненията за подобие и полагане на Qм = 0.075 m³/s и Нм = 1 м –

за ns се получава: ns = 3.65* , където Q - m3/s ; H - m; n - min^-1.

Специфичната честота на въртене се определя с параметрите при оптималния режим на работа на помпата.

При едностъпална помпа с едностранно засмукващо работно колело /серия Е/

ns се определя с целия дебит и напор на помпата.

При многостъпална помпа с едностранно засмукващи работни колела /серия МТ,ПВ/ – с целия дебит и с напор,съответстващ на едно стъпало.

При едностъпална помпа с двустранно засмукващо работно колело /серия Д/ –

с половината дебит и целия напор.

За ПА,които използваме във ВиК Русе ns варира в следните граници:

Серия МТ 92 – 108;

Серия Е 44 – 130;

Серия Д 58 – 149;

Серия ПВ 92 – 145;

Серия ЭЦВ 12 – 99;

Pleuger 21 – 77.

В зависимост от ns турбопомпите се класифицират като:

Бавноходни центробежни Ns = 40 – 80;

Нормални центробежни Ns = 80 – 150;

Бързоходни центробежни ns = 150 – 300;

Диагонални центробежни Ns = 300 – 600;

Осови центробежни Ns = 600 – 1800;

Посочените граници са ориентировъчни.

Това означава,че нашите ПА са бавноходни или нормални центробежни помпи.

Специфичната честота на въртене характеризира формата на проточната част,съотношението на геометричните размери,както и формата на работните характеристики на турбопомпите.

Помпи с еднаква специфична честота на въртене са геометрично подобни,тъй като всяка от тях е подобна на еталонната моделна помпа с честота на въртене ns.

Такива помпи се означават като помпи от един и същ тип или един и същ типов ред.Всяка помпа от типовия ред представлява отделен типоразмер.
Въпреки,че ns е бездименсионна величина в различните държави се използват различни мерни единици за измерване на Q;H и от тук се получават различни стойности на ns.

ns = (N*Q^0.5)/NPSH^0.75 , където:

N – скорост на въртене,мин^-1 ; Q – дебит в галон/минута ; NPSH във футове;

Стойностите на ns са съгласно американските мерни единици.

Ако NPSH се намали ns ще се увеличи и ще се подобрят условията на работа на помпата,но ако ns > 12000 това води до снижаване надеждността на П.

ns е по-малко за П с малък дебит,малка скорост на въртене и високо налягане.

ns е по-голямо за П с голям дебит,висока скорост на въртене и ниско налягане.

Данните са съгласно мерните единици приети в България /м3/с;м; мин^-1/.

Преводното отношение на българския ns спрямo американския е 1 : 14,2 .

По нататък ще приемем стойностите за ns съгласно приетите в справочника по помпи на Випом Видин от 1988 год.

Изчисление на специфичната честота на въртене в зависимост от използваните мерни единици:
Q gpm	5000	USA	Q0,5	70,7
H ft	120	Ns = (N*Q0,5)/H0,75	H0,75	36,3
N rpm	1780		Ns	3472
Q m3/s	0,315	BULGARIA	Q0,5	0,6
H m	36,6	Ns = 3.65*	H0,75	14,9
N rpm	1780		Ns	245
Q m3/min	18,9	JAPAN	Q0,5	4,3
H m	36,6	Ns = (N*Q0,5)/H0,75	H0,75	14,9
N rpm	1780		Ns	520
	BULGARIA	USA	Japan
	1	14,2	2,1
BEP	Мин. 141,2	Мин. 2000,0	Мин. 299,7	Честота с максимално кпд
	Макс. 353,1	Макс. 5000,0	Макс. 749,2

Максимално КПД на помпите се получава при Ns от 140 до 230.

Двойнозосмукващите П тип Д имат по-нисък необходим NPSH с около /25-30/ %,което позволява да се увеличи скоростта на П с около 40 %.

Може да се премине и към по-голяма П,която се върти с по-ниска скорост.

Използването на П с по-голям отвор на работното колело снижава също необходимия NPSH.

При възможност може да се монтира индусер /устройство на входа на П/,с което може да се снижи необходимия NPSH с около 50 %.

Ако NPSH се намали - Ns ще се увеличи и ще се подобрят условията на работа на помпата,но ако Ns > 850 това води до снижаване надеждността на П.

Ns е по-малко за П с малък дебит,малка скорост на въртене и високо налягане.

Ns е по-голямо за П с голям дебит,висока скорост на въртене и ниско налягане.

Ако необходимият дебит не може да се осигури от една П,се инсталират две и повече П,работещи в паралел.

Клиентите желаят помпи с нисък необходим NPSH – по устойчиви на кавитация.

Производителите не могат да отговорят на тези изисквания,защото гонят по-високи дебити и скорости и по-висок КПД.

Производителите гарантират необходимия NPSH при ВЕР /оптималната точка/.

Ако П работи в друга точка - необходимия NPSH се увеличава и това може да доведе до кавитация.

1. 
   Ако има опасност от кавитация трябва да се премине към по-ниска скорост на въртене на П.
   
2. 
   Допустимата смукателна височина не трябва да надхвърля 6 м.
   
3. 
   При равни други условия вертикалните П са по-защитени от появата на кавитация.
   

П със сравнително ниско налягане и с много високо налягане губят от КПД поради неизбежните вторични хидравлични загуби.

Най-ефективни са П със среден напор.
С

0
2

70 140 210 280 350 420 Ns

от специфичната скорост на въртене Ns

При Ns = 55 отчитаме С = 8 , докато при Ns = 175 - С = 0;

Коефициентът С се добавя към КПД на П,с цел да се изравнят условията при които се сравняват КПД на различните видове П.

Например ако Ns = 55 , то С = 8, следователно към КПД на П се прибавят 8 %.

С е корегиращ коефициент на Андерсън и се изчислява:

С = 29[log10(2650/Ns)]²

При ниски стойности на Ns – КПД също пада,затова се въвежда коефициента С.

Влияние на този коефициент има само за Ns < 140.

При Ns = 42 – С = 16.

При нарастване на напора С нараства,защото КПД пада поради повишени вътрешни загуби в П.
Диапазон на използване на помпите във ВиК Русе

Помпа тип	Диапазон	Дебит,л/с	Напор,м	Ns	кпд
Серия Д	От - До	42 - 416	15 - 140	58 - 149	0.74-0.83
Серия Е	От - До	8 - 111	10 - 80	44 - 130	0.45-0.73
Серия МТ	От - До	3 - 35	50 – 360	92 - 108	0.5-0.7
Серия ПВ	От - До	8 - 28	10 - 50	92 - 145	0.44-0.58
Тип Pleuger	От - До	11 - 75	80 – 200	21 - 77	0.65-0.74
Серия ЭЦВ	От - До	3 - 65	80 – 200	12 - 99	0.52-0.62

С най-високо кпд във ВиК Русе са помпите от серията Д – двуделни.