Характеристика системы представляет собой зависимость ее гидравлического сопротивления от расхода. Характеристика системы зависит от ее типа. Различают два типа систем: закрытые и открытые.
Если начертить характеристику системы и характеристику насоса в одной и той же системе координат, точка пересечения этих характеристик будет называться рабочей точкой.
Каждый отдельный компонент системы оказывает сопротивление потоку жидкости, что сказывается в дальнейшем на потерях напора. Потери в напоре прямо пропорциональны квадрату расхода жидкости. Таким образом, при снижении расхода жидкости в системе происходит существенное снижение потерь давления. Полная потеря напора в системе, содержащей несколько компонентов, соединенных последовательно, состоит из суммы потерь напора каждого компонента в отдельности.
В противоположность последовательному соединению, параллельное соединение компонентов дает более пологую характеристику системы. Причиной является то, что компоненты, установленные параллельно, уменьшают полное сопротивление системы и, следовательно, потери напора. Перепад давлений между компонентами, соединенными параллельно, всегда одинаков. Результирующая характеристика системы определяется добавлением к конкретной величине потери напора расхода в каждом компоненте системы.
Как было сказано выше, насосные системы делятся на два основных типа: закрытые и открытые. Закрытыми обычно являются системы, передающие тепловую энергию в системах отопления, кондиционирования и охлаждения. Объединяет эти системы то, что циркулирующая в них жидкость — это носитель тепловой энергии. Закрытая система характеризуется тем, что насосы должны преодолевать суммарные потери на трение во всех ее частях. Характеристикой системы, которая определяет потребное значение напора, является парабола, с начальными координатами $(Q, H) = (0, 0)$.
Открытые системы — это такие системы, в которых насос используется для транспортировки жидкости от одной точки к другой, например, системы водоснабжения, оросительные системы, системы технологических процессов. В таких системах насос должен обеспечивать геодезический напор жидкости и компенсировать потери на трение в трубопроводе и других компонентах системы. Мы различаем два типа открытых систем:
Открытые системы с насосом, расположенным ниже точки водоразбора. Насос должен подавать воду из резервуара, находящегося на уровне земли, в емкость, расположенную на крыше здания. Прежде всего, насос должен обеспечить напор больший, чем высота здания $h$. Во-вторых, насос должен компенсировать потери напора на трение в трубопроводе, фитингах, клапанах и т.д. $H_f$. Потери напора зависят от расхода. Из рисунка видно, что в открытой системе не будет расхода воды, если максимальный напор $H_{макс}$ насоса ниже, чем высота подъема $h$. Только когда $H > h$, вода начнет подаваться из нижнего резервуара в тот, который находится выше. Также из характеристики системы видно, что чем ниже расход жидкости, тем ниже потери на трение $H_f$, и, следовательно, ниже потребляемая мощность насоса. Основное правило для систем водоснабжения: увеличение расхода в системе ведет к увеличению потерь напора, и наоборот — снижение расхода приводит к снижению потерь напора и, следовательно, к снижению энергопотребления.
Открытые системы с насосом, расположенным выше точки водоразбора. Типичным примером открытой системы с насосом, расположенным выше точки водоразбора, является система повышения давления, например при водоснабжении здания. Вода, под влиянием перепада высот $h$, доставляется потребителю — вода движется без насоса. Разница в высоте между уровнем жидкости в резервуаре и высотой точки водоразбора $h$ обеспечивает расход, равный $Q_0$. Несмотря на это, величина напора является недостаточной для обеспечения потребного расхода $Q_1$ потребителю. Поэтому насос должен обеспечивать напор на уровне $Н_1$, чтобы компенсировать потери на трение $H_f$ в системе. Характеристикой такой системы является парабола, с начальными координатами в точке $(0, –h)$. Расход системы зависит от уровня жидкости в резервуаре. При понижении уровня воды высота $h$ уменьшается. Это ведет к изменению характеристики системы и понижает ее расход.
