Слайд 1НАСОСЫ
Насос – это машина, предназначенная для сообщения жидкости механической
энергии.
Основные параметры насосов
Напор—это удельная механическая энергия, сообщаемая насосом жидкости
в единицу времени
Производительность, или подача, – это объемное или массовое количество жидкости, подаваемой насосом в сеть в единицу времени. Соответственно различают объемную производительность Q, м3/с, и массовую производительность G, кг/с.
(1)
Слайд 2Мощность, сообщаемая насосом жидкости Nпол, называется полезной. При известных Q
и H она может быть найдена из выражения (1)
Эффективная,
или затрачиваемая мощность (Nэф) – это мощность, потребляемая насосом при перекачивании жидкости, она может быть измерена на приводном, валу насоса.
Коэффициент полезного действия
Слайд 3где г – гидравлический коэффициент полезного действия, учитывает гидравлические потери
энергии, связанные с течением жидкости внутри проточной части насоса (в
клапанах поршневых насосов, в межлопаточных каналах центробежного насоса и т. п.);
об – объемный коэффициент полезного действия, учитывает потери энергии, вызванные внутренними и внешними утечками жидкости;
мех – механический коэффициент полезного действия, учитывает прочие потери энергии в насосе (трение в уплотнении, трение поршня о поверхность цилиндра в поршневом насосе, гидравлические потери в жидкости, находящейся между дисками колеса и корпусом центробежного насоса и т. п.).
Слайд 4Всасывающая способность характеризуется максимально допустимой высотой установки насоса над уровнем
жидкости в емкости, из которой она всасывается.
Классификация насосов
По
принципу действия насосы делится на две основные группы:
1. Лопастные насосы, принцип действия которых основан на создании центробежных полей давлений или других динамических эффектов (центробежный насос, вихревой насос, осевой насос и т. п.).
2. Объемные насосы, в основе действия которых лежит принцип перемещения строго определенных порций жидкости (поршневой насос, шестеренный насос и др.).
Кроме насосов, относящихся к двум названным основным группам, в промышленности также находят применение струйные и газлифтные насосы
Слайд 6Ориентировочная область применения насосов:
1 – поршневые; 2 – центробежные;
3 – осевые
Слайд 7Насос, включенный в сеть:
1 – сеть; 2 – насос
Слайд 8График совместной работы насоса и сети:
1 – характеристика сети;
2 – характеристика насоса
Слайд 10Схема центробежного насоса:
1 – всасывающий штуцер; 2 – сальник; 3 – корпус
с каналом;
4 – рабочее колесо; 5 – вал; 6 –лопасти
рабочего колеса; 7 – нагнетательный штуцер
Слайд 11Рабочее колесо центробежного насоса
Слайд 12Типы рабочих колес
Рабочее колесо центробежного насоса:
а -полузакрытого типа;
б- закрытого типа;
в -с двухсторонним всасыванием
Слайд 13Схема центробежной машины:
1 – подвод конфузорногo типа; 2 –
рабочее колесо;
3 – спиральный отвод; 4 – приводной вал;
А – зона возможной кавитaции
Слайд 14Лопаточный отвод центробежной машины
Слайд 15Распределение осевых давлений по наружным поверхностям колеса центробежной машины:
1
– уплотнение колеса; 2, 3 – зазоры
Слайд 16Способы компенсации осевой силы в центробежных насосах:
а) колесо с
двусторон-ним входом жидкости;
б) колесо с переточ-ными отверстиями и ложной
ступицей;
в) колесо с импелле-ром;
г) эпюра давлений для колеса с импеллером;
1 – уплоrnение колеса; 2 –ложная ступица; 3 – переточные отверстия; 4 – лопасти импел-лера
Слайд 17Классификация центробежных насосов
По числу ступеней различают насосы одноступенчатые и
многоступенчатые, в которых жидкость последовательно проходит через несколько центробежных колес.
Слайд 19Коэффициент быстроходности практически однозначно связан с отношением геометрических размеров рабочего
колеса:
Слайд 20Основное уравнение идеального центробежного насоса (уравнение Эйлера)
Идеальный насос:
1) перекачиваемая
жидкость идеальная (вязкость = 0);
2) толщина лопаток =
0
3) число лопаток z =
Слайд 21Планы скоростей:
а) при входе жидкости в колесо;
б) при
выходе жидкости из колеса
Слайд 23Поскольку 1 = 90, то u1 = u1r
где u2r
– проекция u2 на радиальное направление; u2отн – скорость жидкости
относительно лопаток колеса; 2 – угол образуемый линией лопатки в месте се пересечения с внешней окружностью колеса, или угол между u2 и u2пер = r2 – скорость переносного движения, или окружная скорость вращения колеса
Слайд 25Выбор оптимальных углов 1 и 2
Центробежный насос проектируется для
перекачивания жидкости в количестве Qопт
При известном значении Qопт. угол
1 выбирается так, чтобы обеспечить условие безударного входа жидкости на лопатки, т. е. равенство скоростей до и после входа жидкости на лопасти
Слайд 27Профиль межлопаточного канала колеса конструируется таким образом, чтобы составляющая ur
оставалась постоянной величиной, т. е. u1r= u2r. ( с увеличением
D b уменьшается). Тогда
Слайд 28С учетом плана скоростей и соотношения u2=u2cos2 окончательно получим
Слайд 33Q = (D2 – zδ2)b2u2rηоб = D2b2u2rk2ηоб
k2=1— zδ2/D2
Рабочие
характеристики центробежного насоса
Слайд 34 При перекачивании вязкой жидкости в проточной части
колеса возникают гидравлические потери по длине hl, которые примерно пропорциональны
Q2
При отсутствии подкрутки жидкости на входе в колесо 1= 90°, и только при строго определенном расходе жидкости Qопт для заданной геометрии колеса реализуется строго радиальный вход жидкости
При Q > Qопт или Q < Qопт при входе в межлопаточный канал жидкость резко изменяет направление, т. е. при Q ≠ Qопт возникают потери из-за внезапного поворота
Слайд 35hм ~ (Q – Qопт)2
hl ~ Q 2
Q=Qтk2—Qут
Слайд 36Универсальная характеристика центробежного насоса
Слайд 39Формулы пропорциональности
Эти формулы отражают характер изменения основных параметров работы насоса
(Q, Н, Nэф) при изменении частоты вращения n при условии
сохранения гидродинамического подобия течения жидкости внутри рабочего колеса. т. е. при η = const. Это условие эквивалентно сохранение значения Q и H при изменении n
0,8< n/n1< 1,25
Слайд 40Работа насоса на сеть. Способы регулирования производительности насоса
Слайд 43Если Qс/Qн > Нс/Нн, то выгоднее применять способ байпассирования
Слайд 51Поскольку Hполн – hw = Н ; υвс=υнагн и
Слайд 55При L/R>5 L – Lcos = 0
q, Q
qmax
Q
Слайд 59Численное значение угла 1 определяется из условия Q=q
После интегрирования
и вычислений получим ∆Vж= 0,55SL, и объем газа в колпаке
Слайд 60Рабочая характеристика поршневого насоса
Работа насоса объемноrо типа на сеть:
1 – идеальная характеристика насоса; 2 – реальная характеристика насоса;
3 – исходная характеристика сети; 4 – характеристика сети с дросселем; 5 – насос; 6 – предохранительный клапан; 7 – байпасная линия; 8 – байпасный регyлятор расхода; 9 – дроссель
Слайд 63Схема мембранного насоса
1 – цилиндр; 2 – плунжер; 3 –
мембрана; 4 – всасывающий клапан; 5 – нагнетательный клапан
Схема шестерёнчатого
насоса
