Spośród charakterystyk przepływu należy wyróżnić dwa typy:
stateczną, opadającą stale w miarę zwiększania się natężenia przepływu, począwszy od największej wartości HjHn, jaka odpowiada zamknięciu zaworu tłocznego (Q/Q„ = '
niestateczną, wznoszącą się od pewnej wartości H/H„ przy Q/Qn = 0 do najwyższe wartości w wierzchołku i następnie opadającą.
W statecznych charakterystykach przepływu każdej wartości H/H„ odpowiada jedna wartość Q/Qn, natomiast w charakterystykach niestatecznych występuje obszar, w których każdej wartości H/H„ odpowiadają dwie wartości Q/Qn. W niektórych przypadkach eksploatacja jednej pompy lub dwu współpracujących pomp o charakterystykach niestatecznych prowadzi do uszkodzenia pomp.
Charakterystyka przepływu może być plaska lub stroma. Charakterystyki przepływu pomp odśrodkowych wolno- i normalnobieżnych są płaskie i niestateczne, natomiast pompy odśrodkowe szybkobieżne, helikoidalne i diagonalne oraz śmigłowe mają charakterystyki stateczne oraz strome. Strome i stateczne charakterystyki mają również pompy z kanałami bocznymi powszechnie stosowane w małych urządzeniach hydroforowych.
Charakterystyki bezwymiarowe pomp: a) charakterystyki przepływu — stateczna i niestateczna, b) charakterystyki mocy — przeciążalna i nieprzeciążalna
Stosowanie pomp o stromej charakterystyce przepływu jest niejednokrotnie korzystne, ponieważ np. przy wahaniach ciśnienia w sieci lub zmianach położenia cieczy w zbiornikach czerpalnym i górnym wydajność i sprawność niewiele się zmieniają. Stosowanie pomp o stromej charakterystyce przepływu w urządzeniach hydroforowych uzasadnione jest tym, że punkty włączania i wyłączania silnika przez przetwornik ciśnieniowy są wyraźne. „Płaska charakterystyka przepływu jest natomiast dogodna w przypadku zasilania urządzeń i aparatów za pomocą pomp wysokociśnieniowych, gdyż przy małych lub zerowych wydajnościach pompa nie wytwarza nadmiernego ciśnienia, które wymagałoby grubych ścianek przewodów i dołączonych do nich urządzeń.
Charakterystyki mocy można podzielić na dwa rodzaje:
nieprzeciążalne odpowiadające statecznym charakterystykom przepływu,
przeciążalne odpowiadające niestatecznym charakterystykom przepływu.
Nazwy te wynikają z niemożności lub możności przekazania większej mocy cieczy po przekroczeniu w górę parametrów nominalnych. Zaletą krzywych nieprzeciążalnych jest możliwość przeciążenia silnika napędzającego pompę, wskutek czego wystarczy mały zapas mocy silnika.
W miarę wzrostu wydajności charakterystyki mocy pomp odśrodkowych wznoszą się, pomp helikoidalnych i diagonalnych w przybliżeniu są równolegle, natomiast charakterystyki pomp śmigłowych opadają. Wynika stąd konieczność uruchamiania pomp odśrodkowych przy zamkniętej zasuwie przewodu tłocznego celem obniżenia momentu oporu przy rozruchu. W tym samym celu pompy śmigłowe uruchamia się przy otwartej zasuwie; w przeciwnym bowiem przypadku należy dobrać silnik o odpowiednio większej mocy od wymaganej do pracy pompy przy parametrach nominalnych.
REGULACJA WYDAJNOŚCI POMP TŁOKOWYCH
Wynika z niego, że wydajność rzeczywistą wielocylindrowej pompy jednostronnego działania można zmieniać przez:
zmianę prędkości obrotowej wału korbowego (zmiana η),
zmianę liczby działających cylindrów pompy wielocylindrowej (zmiana i),
zmianę skoku tłoka (zmiana s), Ponadto stosowana jest regulacja zwana upustową.
Każdy z wymienionych sposobów regulacji może być przeprowadzony ręcznie lub automatycznie w funkcji parametru istotnego dla obiektu zasilanego przez pompę.
Regulacja przez zmianę prędkości obrotowej.
Ten sposób regulacji polega na zmianie prędkości obrotowej wału korbowego dzięki: zmianie prędkości obrotowej silnika napędowego, działaniu sprzęgła hydraulicznego lub zastosowaniu przekładni. Zmiana prędkości obrotowej wału korbowego może być skokowa łub płynna. Maszyny parowe, silniki spalinowe, silniki elektryczne, sprzęgła hydrauliczne i elektromagnetyczne umożliwiają płynną zmianę prędkości obrotowej wału korbowego, natomiast przekładnie pasowe, przekładnie zębate dają możność przeprowadzenia regulacji skokowej.
Zamiast zmiany prędkości obrotowej wału korbowego może być zmieniana częstość skoków tłoka.
Regulacja przez zmianę liczby czynnych cylindrów.
Wyłączenie,' z działania jednego lub więcej cylindrów pompy wielocylindrowej następuje przez podwieszenie zawieradeł zaworów ssawnych. Czynność tę przeprowadza się działając ręcznie lub zachodzi ona samoczynnie.
Obracając ręcznie za pomocą uchwytu 1 wałek 2, na którym umocowane są mimośrody 5, powoduje się podniesienie zawieradła 3 zaworu ssawnego za pośrednictwem popychaczy 4. Wskutek tego ciecz zassana w czasie skoku ssącego zostaje przez podniesiony zawór ssawny w czasie skoku tłoczącego z powrotem z cylindra wydalona. Automatyczna regulacja wydajności przez podwieszanie zaworu ssawnego polega na uzależnieniu ruchu popychacza, działającego na tłoczek znajdujący się na drugim końcu popychacza, od wartości ciśnienia panującego np. w rurociągu tłocznym pompy. Ruchowi popychacza przeciwdziała sprężyna, której napięcie może być regulowane. '
Regulacja przez zmianę skoku tłoka.
Zmiana skoku tłoka może być przeprowadzona w czasie postoju lub w czasie ruchu pompy..
Regulacja upustowa.
Regulacja upustowa odbywa się przez:
— odprowadzenie cieczy znajdującej się w cylindrze do powietrznika ssawnego dzięki otwarciu zaworu na przewodzie obiegowym 2,
— odprowadzenie cieczy z przewodu tłocznego do przewodu ssawnego przez otwarcie zaworu na przewodzie obiegowym 3,
— odprowadzenie cieczy z przestrzeni nad zaworem tłocznym do cylindra wskutek otwarcia zaworu na przewodzie obiegowym.
REGULACJA WYDAJNOŚCI POMP WIROWYCH
Rzadko kiedy zużycie cieczy w miejscu jej odbioru jest stałe. Najczęściej zmienia się ono w czasie, wobec czego zachodzi potrzeba dostosowania dostawy cieczy podawanej prze: pompę wirową do zmieniającego się zużycia. Jednym ze sposobów, za pomocą którego proces ten może być zrealizowany, jest regulacja wydajności pompy.
Regulacją wydajności pompy wirowej nazywa się proces zmiany charakterystyk; pompy lub zmiany charakterystyki przewodu tłocznego względnie charakterystyki siec: w celu uzyskania pożądanej wydajności.
W czasie zmiany wydajności pompy wirowej automatycznie zmienia się jej wysoko;, podnoszenia, tak że regulacja wydajności jest tym samym regulacją ciśnienia wytwarzanego przez pompę. Każdy sposób regulacji pociąga jednak dodatkowe straty, bowiem istnieje tylko jeden punkt działania pompy z najwyższą sprawnością.
REGULACJA WYDAJNOŚCI POMP ODŚRODKOWYCH
Regulacja wydajności pomp odśrodkowych może być przeprowadzana przez:
zmianę prędkości obrotowej,
zmianę ustawienia łopatek kierowniczych,
dławienie,
odprowadzenie cieczy przez upust,
napowietrzenie.
Regulacja przez zmianę prędkości obrotowej pompy.
Ten sposób regulacji oparty jest na zmianie charakterystyki pompy. Jest to regulacja ekonomiczna, która w miarę możności powinna być przede wszystkim stosowana tam, gdzie w całkowitej wysokości podnoszenia, jaką ma do pokonania pompa, duży udział mają opory tarcia i opory miejscowe. Z przebiegu krzywych wykresu muszlowego widać bowiem, że charakterystyka takiego przewodu ma najmniejsze odchylenia od osi wykresu muszlowego pomp odśrodkowych (rys. 3-93).
Regulacja za pomocą nastawialnej kierownicy wlotowej.
Z równania Eulera [3-2] wynika, że energia jednostkowa przekazywana cieczy w maszynie wirowej zależy od warunków przepływu u wlotu wirnika. Zmiana krętu cieczy wpływającej do wnętrza wirnika powoduje zmianę charakterystyki przepływu pompy, a zatem zmianę jej wydajności i wysokości podnoszenia.
Kierownica przed wirnikiem, której łopatki dadzą się ustawiać, umożliwia więc regulację wydajności w dół i w górę. Ten rodzaj regulacji stosowany jest rzadko i tylko w pompach diagonalnych. Z przebiegu wykresu muszlowego tych pomp wynika, że przy wielkich zmianach wydajności zachodzą duże zmiany sprawności. Należy to mieć na uwadze przy stosowaniu tego sposobu regulacji.
Regulacja przez dławienie.
Zmiana wydajności pompy przez dławienie przepływu cieczy w przewodzie tłocznym polega na zmianie charakterystyki przewodu. Ten sposób regulacji jest najprostszy i dlatego najpowszechniej stosowany, ale podkreślić należy, że jest on mało ekonomiczny. Dławienie przepływu cieczy uzyskuje się
przez przymykanie zaworu wbudowanego w przewód tłoczny bezpośrednio za pompą i za zaworem zwrotnym. Dławienia przepływu cieczy w przewodzie ssawnym nie stosuje się ze względu na niebezpieczeństwo wywołania kawitacji lub nawet przerwania słupa cieczy, co zmusza do zatrzymania pompy.
Regulacja upustowa.
Regulacja upustowa pompy polega na odprowadzaniu części cieczy z przewodu tłocznego przez przewód upustowy do zbiornika czerpalnego lub przewodu ssawnego.
Ta regulacja polega więc na zmianie charakterystyki przepływu w ten sposób, że przebiega ona bardziej łagodnie, przez co rośnie wydajność i zapotrzebowanie mocy pompy odśrodkowej; jednakże ciecz do punktu odbioru płynie ze zmniejszonym natężeniem, gdyż część jej wypływa przez upust. Jest to więc regulacja w górę.
Regulacja upustowa bywa stosowana w pompach odśrodkowych zasilających kotły parowe.
Regulacja przez napowietrzanie.
Regulacja przez napowietrzanie polega na doprowadzeniu niewielkich ilości powietrza do przewodu ssawnego. Jest to regulacja w dół. Wpływ natężenia dopływu powietrza wprowadzonego do przewodu ssawnego na wydajność pompy pokazano na rys. 3-84. Jakkolwiek metoda ta jest bardziej ekonomiczna od metody dławieniowej, zakres jej stosowalności jest ograniczony możliwością przerwania słupa cieczy w przewodzie ssawnym; dlatego też jest ona stosowana niemal wyłącznie w badaniach laboratoryjnych.
Wolnobieżne-maly wyroznik szybkobieżności ns=200-600 obr/min wytwarza ona wysokie cisnienie co za tym idzie male wydajnosci
Szybkobieżne- duzy wyróznik szybkobieżności ns>1200 obr/min
Pompa która przepuszcza duze ilości cieczy ale wysokości jej podnoszenia sa male;maja mala prędkość obrotowa ponieważ ich sprawność jest mala, wydatkowanie jest duze
Wyroznik szybkobieznoci- prędkość obrotowa wirnika pompy geometrycznie podobnej która przy ustalonej prędkości podnoszenia ma ustalona wydajność
Ht∞ dla pomp wirowych
Ht∞ =f(Q∞)
Zalezy od wartości kata β.jezeli jest on wiekszy od 90o to wysokość podnoszenia wzrasta.Jezeli jest =90 to jest stala.Jezeli jest mniejsza od 90 to maleje.
Hgmax dla pompy tłokowej
Hgmax zalezy od cisnienia panującego nad zwierciadlem cieczy w zbiorniku dolnym powierzchni nad zwierciadlem przekroju ssawnego Fs
Ht∞ dla pompy odśrodkowej
Ht∞ =k* Hth∞=k*(Cuz*Uz/ρ) jest wprost proporcjonalna do kwadratu prędkości obrotowej n i kwadratu zew. średnicy wirnika D ,zalezy od kształtu łopatki na wylocie.
Charakterystyka nieprzeciazalna
Pompy maja niemożność przekazywania większej mocy cieczy po przekroczeniu w gore parametrow nominalnych.Zaleta jest niemożliwość przeciążenia silnika napędzającego pompe w skutek czego wystarczy maly zapas mocy silnika.
W miare wzrostu wydajności charakterystyka mocy pomp odśrodkowych wznosza się ,wynika stad konieczność uruchamiania pomp przy zamkniętej zasuwie przewodu tlocznego.celem obniżenia momentu oporu przy rozruchu. W pompach helikoidalnych i diagonalnych chartka. Mocy SA w przybliżeniu rownolegle zas w pompach śmigłowych opadaja(uruchamia się przy otwartej zasuwie).Maleje albo rosnie do pewnego momentu
Pompa ma łopatki odgięte ku tylowi
Odchylenie łopatek ku tylowi od kierunku promienia o kilkanaście stopni w celu polepszenia warunkow przylegania łopatki do toru oraz wydłużenia prowadzenia łopatek w wirniku.W celu odciążenia pompy. Charakterystyka stateczna
Opadajaca stale w miare zwiekszania się natężenia przepływu poczawszy od największej wartości H/Hn jaka odpowiada zamknieciu zaworu tlocznego Q/Qn=0 dla stalej charakterystyki kazdej wartości H/Hn odpowiada jedna wartość Q/Qn
Charakterystyka niestateczna
Wznoszaca się od pewnej H/Hn przy Q/Qn=0 do najwyższej wartości w wierzchołku a nastepnie opadajaca
Praca niestateczna pompy może zachodzic gdy przysuwający się pkt pracy pompy przekroczy pkt styczności charakterystyki pompy i przewodu. Charakterystyka przewodu lezy ponad charakterystyke pompy tzn cisnienie wytwarzane przez pompe jest nizsze od cisnienia jakie powinno panowac w przewodzie przy natężeniach przepływu z zakresie od 0 do Qk. Zawor zwrotny na przewodzie tlocznym zamknie się i pompa będzie pracowala jalowo mieszając wode i powodując jej grzanie oraz grzanie się pompy. Jeśli pompa w tym stanie będzie działała dłużej nastapi uszkodzenie.Pracy niestatecznej pompy można przeciwdziałać- otwarcie upustu odprowadzającego ciecz z przewodu tlocznego do zbiornika dolnego lub do przewodu ssawnego przez co praca będzie odbywala się z wieksza wydajnością-przymkniecie czesciowe zaworu na przewodzie tlocznym, w skutek czego będzie występował tylko 1 pkt przecięcia charakterystyki pomp i przewodu
Do laczenia rownoleglego pomp należy laczyc pompy o tych samych charakterystykach poniwaz natężenie przepływu przez każdy przekroj przewodu jest jednakowy,zwieksza się wydajno ale się nie zwielokrotni.