Нагнетатели. Краткий обзор истории развития нагнетателей. Основные типы и классификация нагнетателей. Рабочие параметры нагнетателей, страница 3

Рис. 4.2. Схема центробежного нагнетателя (насоса): 1 – рабочее колесо с изогнутыми лопатками; 2 – корпус; 3 – патрубок; 4 – патрубок нагнетательный; 5 – трубопровод	Рис. 4.3. Схема осевого нагнетателя (насоса): 1 – колесо с рабочими лопастями; 2 – обтекатель; 3 – корпус; 4 – спрямляющий лопаточный аппарат; 5 – всасывающий патрубок; 6 – напорный патрубок
Рис. 4.4. Схема вихревого нагнетателя (насоса): 1 – корпус; 2 – плоские радиальные лопатки; 3 – кольцевой канал; 4 – напорный патрубок	Рис. 4.5. Схема поршневого нагнетателя (насоса): 1 – цилиндр; 2 – клапанная коробка; 3, 4 – всасывающий и напорный клапаны; 5 – поршень; 6,7 – всасывающий и нагнетательный патрубки
Рис. 4.6. Схема роторного нагнетателя (пластинчатого насоса): 1 – ротор; 2 – корпус; 3 – стальные пластинки; 4 – патрубок; 5,6 – полости переменного сечения; 7 – напорный патрубок	Рис. 4.7. Схема устройства струйного насоса: 1 – суживающее сопло; 2 – камера; 3 – труба; 4 – диффузор; 5 – напорная труба; Нг – высота всасывания

На рис. 4.8 приведен график областей применения объемных динамических нагнетателей для жидкостей (насосов).

Рис. 4.8. График областей применения объемных динамических насосов

4.3. Рабочие параметры нагнетателей: подача, производительность, напор, полезная мощность

По ГОСТ 17398-72 подачей называют количество жидкости, подаваемой насосом в единицу времени.

Производительностью принято называть количество газа, подаваемого нагнетателем – вентилятором, компрессором.

Массовая подача m, кг/с – масса рабочего тела, подаваемого нагнетателем в единицу времени.

Очевидно, что для насосов и газовых машин

                                                              m = ρ∙V,                       (4.1)

где ρ – плотность рабочего тела, кг/м³; V – объемная подача насоса, объемная производительность газового нагнетателя, м³/с.

Давление, развиваемое насосом, Па, определяют по уравнению Бернулли в виде:

                                       , (4.2)

где р_н, р_к, ρ; c_н, c_к, z_н, z_к, – соответственно  давления жидкости на входе в насос и выходе( конечное), плотность жидкости, средние скорости потока на входе и выходе, м/с; высоты расположения центров входного и выходного сечения насоса, м.

Формула (4.2) может быть использована и для вентиляторов, но последним слагаемым тогда можно пренебречь.

Напор, развиваемый нагнетателем, определяют так:

                                                             H = p/ρ∙g,                      (4.3)

где р – давление нагнетателя.

Таким образом, напор представляет собой высоту H столба жидкости или газа, уравновешивающего давление р.

Разделяя в (4.2) все члены на ρ∙g, получим:

                                          .    (4.4)

Тогда в (4.4) Н – полный напор, развиваемый нагнетателем, в метрах.

Для нагнетателей, подающих жидкость, вторым и третьим слагаемым формулы (4.4) можно пренебречь.

Напор вентиляторов принято выражать в мм. вод. ст. Давление вентиляторов измеряется в Па.

Напор в 1 мм. вод. ст. эквивалентен давлению 9,81 Па.

Энергетическое совершенство нагнетателей характеризуется их удельной полезной работой L_п, Дж/кг, т. е. расходом энергии на 1 кг массы подаваемой жидкости (газа):

                                                         L_{n =} р/ρ = g∙H.                   (4.5)

Работа, подаваемая на вал нагнетателя, L, Дж/кг, называется удельной работой. Из-за потерь в нагнетателе L > L_п. Полезная мощность нагнетателя
N_п – работа, сообщаемая нагнетателем рабочему телу в 1с.

Тогда можно записать (используя (4.5) и размерности):

                                                          .                    (4.6)

Для насосов и вентиляторов:

                                                       .                (4.7)

Для компрессоров:

                                                        .                  (4.8)