Усольцев В.К.
АНАЛИЗ РАБОТЫ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ
Насосная станция имеет No насосов, которые через общий трубопровод качают воду в
напорную емкость. Необходимо поддерживать уровень воды в напорной емкости в пределах от
нижнего значения Ну до верхнего значения Нв. Скорость воды в трубопроводе У зависит от расхода
(суммарной производительности насосов) Онс и сечения трубопровода $т согласно формуле
У, = Онс/®т 
()
Мощность насосов Р;, необходимая для протекания воды по трубопроводу, зависит от
расхода в трубопроводе иего ГИДр&ВЛИЧЁСКОГО СОПрОТИВЛеНИЯ КТ
— 
— 
3
Р; = КтУт = Ка У, 
()
где К = КК\/% ‚ К д — коэффициент гидравлического сопротивления.
Затраты энергии на единицу перекаченного объема воды возрастают пропорционально
квадрату скорости воды в трубопроводе
_ ® _ КаМР Ка Квр
Ро 
5 
51ка 
оНО 
®)
нС 
тЭт 
Т 
т
Оптимальным для минимизации затрат на перекачку воды будет поддержание суммарного
расхода насосов равным суммарному расходу потребителей Оп. Точное измерение расхода задача
достаточно сложная, но даже небольшая разница между расходом насосов и расходом потребителей
приведет к переполнению или осушению напорной емкости. Ограничиваются контролем уровня
воды в напорной емкости. Сравним удельные затраты для двух вариантов работы насосов.
Вариант 1. При достижении нижнего уровня Ни включаются все насосы. При достижении
верхнего уровня На все насосы выключаются.
Вариант 2. Постоянно включено число насосов. суммарный расход которых немного меньше
расхода потребителей. Дополнительный насос включается при достижении нижнего уровня Нн и
выключается при достижении верхнего уровня Нв.
Все процессы будем рассматривать в относительных единицах. За единицу расхода примем
номинальный расход одного насоса Он, будем считать, что он не зависит от числа параллельно
работающих насосов. За единицу удельной энергии, затрачиваемой на перекачку единицы объема,
примем энергию одного одиночно работающего насоса. На рис. 1 приведены временные диаграммы
расходов для варианта | и 2 при расходе потребителей О = 1.5 и максимальном числе насосов Мх
= 4.
©
©
4.0 
4.0
35 
е 
35
3.0 
СнС 
3.0
2.5 
о 
2.5
2.0 
2.0
15 
- 
15
1.0 
10
05 
‚ 
05
0 
о
У 
- у) 
- 
у)Т
7 
т
а) — вариант 1 
6) — вариант 2
Рис. 1 Временные диаграммы расходов.
Т — время цикла;О 00 - относительная длительность работы максимального числа насосов
Учитывая 
равенство 
среднего 
расхода 
насосов 
расходу 
потребителей, 
получим 
уравнение,
справедливое для обоих вариантов
МОнуГ+ ЪОИ -у)Т= ОдЕ или Noу + No(1-у) = О. 
(4)
150