Неустойчивая работа насоса в системе (помпаж)

Помпаж – это неустойчивая работа насоса, при которой наблюдается резкое изменение подачи от наибольшего значения до нуля, колебания напора в значительных пределах, гидравлические удары, повышенные шум и вибрация. Особое внимание к явлению помпажа стоит обратить в случаях, если:

• Напорная характеристика насоса имеет западающую левую часть (см. рис. ниже);
• Высокий статический напор сети Hст (большой перепад высот, принимающий резервуар с наддувом и т.д.).

Рассмотрим неустойчивую работу насоса по схеме изображенной на рисунке выше:

В начальный момент времени уровень жидкости в резервуаре соответствует точке а. Насос работает в режиме, определяемом точкой А. Если расход, идущий из резервуара к потребителю меньше подачи насоса, то уровень жидкости в резервуаре будет повышаться.

Уровень жидкости в резервуаре будет увеличиваться до тех пор, пока характеристика системы не будет пересекать характеристику насоса в точке М. Если при этом подача насоса будет превышать расход из резервуара, то уровень жидкости повысится еще, в результате чего произойдет срыв подачи. Обратный клапан, установленный на нагнетании насоса закроется и насос будет работать при нулевой подаче на закрытую задвижку до того момента, как уровень жидкости в резервуаре не опустится. Когда же уровень в резервуаре упадет (до значения напора в начале характеристики насоса), то подача скачкообразно вырастет до значения QB.

При постоянном уровне жидкости в резервуаре срыв подачи также может произойти, если характеристика системы пересекает характеристику насоса в двух точках (точки C и D на характеристике). Помпаж может возникнуть при падении частоты вращения (например, из-за временного падения напряжения электросети). При падении частоты, характеристика насоса кратковременно сместиться ниже (статический напор системы превысит напор насоса при нулевой подаче) и произойдет срыв подачи.

По этой же причине помпаж может возникнуть при параллельной работе насосов, если напор при нулевой подаче одного из насосов меньше напора второго насоса при его одиночной работе на сеть. В этом случае временное снижение частоты вращения насосов может привести к срыву подачи первого насоса до нуля.

Устойчивая работа насоса без помпажа возможна при непрерывно падающей форме напорной характеристики. При использовании насоса с западающей характеристикой предотвращают или ослабляют влияние помпажа следующими способами: установкой обратных клапанов с линией рециркуляции, позволяющих работать насосу только при подачах Q>QH max; расположением задвижки непосредственно за насосом. Характеристики насосов, не имеющих неустойчивой области, называют стабильными.

Данный материал также показывает особенности работы параллельных насосов в гидравлической системе, что в фонтанах применяется не так часто. Но не рассматривается вариант срыва подачи из-за попадания воздуха во всасывающий трубопровод фонтана при неправильном устройстве защитного фильтра, снижения уровня воды, а также при негерметичности всасывающего трубопровода фонтанного насоса.