Характеристика QH показывает напор, который способен создать насос при заданной подаче.
Данные на табличке насоса относятся только к одной рабочей точке.
Насос может работать в каждой точке совей напорной характеристики. Но не в каждой точке допускается работа.

Допускаемый рабочий диапазон – диапазон подач насоса, в котором производитель допускает работу насоса с заявленными показателями надежности. Выбирается Qmin =0,7 Qном Qmax =1,2 Qном.

Рабочая точка смещается по напорной характеристике и может выйти за пределы рабочего диапазона.

Структура потока в меридиональном сечении радиального колеса: около расчетного режима (правая часть рисунка), на режиме недогрузки (левая часть рисунка).

При работе насоса в зоне недогруза возникает циркуляция потока в рабочем колесе, что приводит к увеличению потерь и снижение КПД.

Работа насоса без жидкости может привести серьезным последствиям. Это может вызвать кавитацию насоса и повреждение торцового уплотнения. Торцовое уплотнение может подвергнуться термическому удару (перегреву), и при определенных условиях оно может разрушиться примерно за 30 секунд.

При работе насоса за пределами рабочего диапазона насос работает с низким КПД.

Рабочая точка насоса вышла за правую границу рабочего диапазона, что привело к увеличению потребляемой мощности. Как следствие повышение тока электродвигателя. Станция управления отключает насос.

На графике показано изменение уровня вибрации в зависимости от подачи.

1. Допустимый рабочий диапазон подачи
2. Предпочтительный рабочий диапазон
3. Максимальная допустимая вибрация при максимальной подаче
4. Максимальный уровень вибрации в предпочтительном рабочем диапазоне
5. Подача, соответствующая точке максимального КПД
6. Кривая зависимости усредненной вибрации от подачи, на которой показана максимальная допустимая вибрация
7. Напорная характеристика насоса
8. Точка максимального КПД, напор и подача

Допускаемый рабочий диапазон насосов должен составлять от 70 % до 120 % от подачи, соответствующей максимальному КПД насоса.
Предпочтительный рабочий диапазон от 80 % до 110 % от подачи, соответствующей максимальному КПД насоса.

Допускаемый рабочий диапазон определяется следующими факторами, степень важности которых зависит от типа насоса и конструкции конкретного насоса:

• Повышение температуры.
• Срок службы подшипников.
• Срок службы уплотнения вала.
• Вибрация.
• Шум.
• Механический контакт между деталями насоса.
• Усталостное разрушение вала.
• Максимальная потребляемая мощность.
• Скорость жидкости в отводе корпуса.
• Изменение направления осевой силы действующей на ротор насоса (рабочее колесо).
• Ограничение по кавитационному запасу NPSHR.
• Наклон кривой зависимости напора от скорости потока.
• Рециркуляция на всасывания.

Коэффициент расхода (фактический расход, деленный на расход в точке максимального КПД (BEP) влияет на надежность из-за турбулентности потока, которая создается в корпусе и рабочем колесе при работе насоса в условиях, отличных от подачи с максимальным КПД.
В результате гидравлические нагрузки, передающиеся на вал и подшипники, возрастают и становятся нестационарными.
Кроме того, серьезность этих нестационарных и часто колеблющихся нагрузок может сократить срок службы подшипников и торцевых уплотнений.

Гидравлическая радиальная нагрузка возникает из-за ​​неравномерной скорости жидкости, протекающей через отвод насоса.

По мере того, как поток жидкости выходит из рабочего колеса и движется по спиральному отводу, давление жидкости увеличивается. Неравномерная скорость жидкости приводит к неравномерному распределению давления, действующего по окружности рабочего колеса.
Увеличение давления по мере движения жидкости в отводе приводит к увеличению радиальной силы в каждой точке внешнего диаметра рабочего колеса из-за давления, действующего на поверхность рабочего колеса. Сумма всех составляющих радиальных сил создает результирующую радиальную силу, которую передается на вал и радиальные подшипники насоса.

Значение радиальной силы в наибольшей степени зависит от конструкции отвода насоса.
Отвод предназначен для направления потока жидкости от рабочего колеса в напорный трубопровод. В теории в точке BEP спиральный отвод имеет равномерное распределение скорости и давления по периферии рабочего колеса.
В реальном спиральном отводе в точке BEP поток наиболее близок к потоку в теоретической спиральной камере, за исключением участка вблизи языка. Язык необходим для конструкции спирального отвода, как показано на рисунке.

В точке максимального КПД гидравлические силы на рабочее колесо минимальны и обычно достаточно постоянны. При подачах, больше или меньше, чем подача в точке максимального КПД, гидравлические силы возрастают и становятся нестабильными из-за турбулентности и/или рециркуляции в рабочем колесе и корпусе. Эти силы оказывают реальное негативное воздействие как на уплотнения, так и на подшипники насоса.
На графике показано как нагрузки на подшипники и прогиб вала могут изменяться в зависимости от подачи для центробежного насоса со спиральным отводом. Это демонстрирует, насколько существенное влияние может оказывать положение рабочей точки на срок службы подшипников. Срок службы уплотнений, в свою очередь, сильно зависит от прогиба вала.

При работе за пределами рабочего диапазона увеличивается радиальная сила, которая действует на ротор насоса. Это приводит к деформации вала. При деформации вала возникает риск раскрытия торцового уплотнения, что может привести к утечкам или поломке уплотнений.

• Зона А (- 10% +10%)

Допускаемое отношение >3,2

• Зона В (-20% +15%)

Допускаемое отношение от 2,4 до 3,2

• Зона С (-40% +20%)

Допускаемое отношение от 1,0 до 2,4

• Зона D (-50% +25%)

Допускаемое отношение < 1,0

Для того чтобы избежать кавитации настоятельно не рекомендуется выбирать насос таким образом чтобы его рабочая точка находилась в зоне повышенных подач, т.е. зоне правой границы рабочего диапазона насоса.

При подборе насоса всегда проверяйте условие безкавитационной работы при максимально возможной подаче, а не только в требуемой точке.
С учетом того что насосы выбираются с запасом по напору есть вероятность того что рабочая точка насоса будет находиться правее и кавитационный запас будет больше.

Рециркуляция на всасывании — это режим, при котором поток на входе в рабочее колесо отделяется от лопаток и направляется в сторону противоположную направлению основного потока, поступающего в рабочее колесо. Зачастую обратный ток проходит далеко во всасывающую трубу (см. Рисунок 5-3). Это приводит к образованию завихрений на входе в рабочее колесо, а также к предварительному вращению жидкости, поступающей в насос. Это происходит во всех центробежных насосах при пониженной подаче насоса, обычно ниже величины точки максимального КПД. Частично это помогает насосу адаптироваться к более низкой подаче. Рециркуляция потока может или не может вызвать шум насоса, вибрацию, эрозионное повреждение и/или большие нагрузки на рабочее колесо.
Это также может привести к нарушению центровки насоса, что обычно влияет на уплотнение вала и срок службы подшипников. Вероятность повреждения во многом зависит от энергии всасывания (высокая или очень высокая энергия всасывания), удельной скорости насоса (более 3500), запаса NPSH насоса и характера потока, обеспечиваемого всасывающим трубопроводом. Опыт показал, что насосы с низкой энергией всасывания не подвержены повреждениям в результате рециркуляции всасывания. Твердые и/или коррозийные вещества ускоряют повреждение во время рециркуляции всасывания, даже при использовании с низкой энергией всасывания.