Другие предметы \ Гидравлика

Классификация насосов. Рабочие характеристики центробежного насоса

Страницы работы

11 страниц (Word-файл)

Скачать файл

Содержание работы

Классификация насосов.

По принципу действия различают насосы двух основных групп: динамические (включая лопастные) и объемные. К лопастным насосам относятся центробежные, вихревые и осевые (пропеллерные), а к объемным — поршневые и другие, работающие по принципу вытеснения объема.

Центробежные насосы могут быть одно- и многоступенчатые, с одно- и двухсторонним подводом жидкости, с горизонтальным и вертикальным расположением вала.
Для центробежных насосов характерны сравнительно небольшие размеры и масса, высокие производительность и КПД, равномерность подачи жидкости, надежность и продолжительный срок службы.

Центробежный насос включает в себя колесо 5 (рис. 12.4) в виде двух конических дисков с криволинейными лопастями 6, установленное на валу; корпус со спиральной камерой 7, нагнетательный трубопровод 3 с задвижкой; всасывающий трубопровод 2 с обратным клапаном 1. Для заполнения насоса имеется воронка 4. При вращении рабочего колеса жидкость поднимается на высоту h_в, попадает на лопасти и перемещается по ним от центра к периферии. Образующийся при этом вакуум обеспечивает всасывание жидкости (при пуске насоса обратный клапан 1 закрыт).

Рис. 12.5. Схема рабочего колеса центробежного насоса(r1 и r2-радиусы входной и выходной окружности колеса; ω-частота вращения)

Рис.12.4 Схема центробежного насоса с односторонним подводом жидкости

Внутри насоса жидкость приобретает в основном энергию давления (кинетическая энергия мала). При входе в насос в точке М (рис. 12.5) на лопасти жидкость имеет абсолютную скорость (здесь и₁ — вектор окружной скорости; — вектор относительной скорости). На выходе из рабочего колеса в точке N частица жидкости имеет абсолютную скорость При вращении рабочего колеса с угловой скоростью со частица жидкости движется по траектории, т. е. вдоль лопасти и вместе с ней. Момент силы, передаваемой жидкости лопастями,

где γ — удельный вес жидкости; g— ускорение силы тяжести; Q_T— теоретический расход; r₂ — наружный радиус рабочего колеса; r₁— радиус входа жидкости

Это основное уравнение работы центробежного насоса. Для данного случая напор насоса определяют по формуле

гае — гидравлический КПД насоса; σ_z- 0,75-0,9 — коэффициент, учитывающий конечное число лопастей.

Обычно в центробежных насосах угол α₁ = 90°, т. е. поток жидкости поступает на рабочее колесо под углом 90^o. Угол α₂ - переменный. Взаимосвязь углов α₂ и β₂ отражена следующим уравнением проекции с₂ на вектор скорости .

Поэтому

Для современных центробежных насосов с лопастями, изогнутыми назад, β₂ = 15...40^о.

Рабочие характеристики центробежного насоса Н—Q, N—Qи η|— Q строят по результатам испытаний и наносят на график (рис. 12.6). Штриховыми линиями показаны эти характеристики после обточки рабочего колеса, а штрихпунктирными — предельные значения напора, КПД и мощности. Волнистые вертикальные линии соответствуют границе применения насоса по расходу и напору. На график наносят также зависимость (допустимая вакуумметрическая высота всасывания) от расхода Q

Насос подбирают по каталогу. При этом необходимо знать требуемые расход и напор. В каталоге насосов имеются сводные графики H,Q в логарифмических координатах, которые представляют собой поле, покрытое "флажками" или отдельными отрезками кривой (рис. 12.7). Каждый флажок или отрезок кривой характеризует какую-либо марку насоса. Причем кривая H—Q, ограничивающая флажок сверху, — при исходном диаметре, а кривая H—Q, ограничивающая флажок снизу, — после обточки колеса по минимально допустимому диаметру. Иногда внутри флажка показана штриховая кривая по среднему диаметру. Если обточка колеса не допускается, то на графике изображают отрезок кривой Н—Q.

По координатам H и Q определяют точку на сводном графике насоса. Если точка попадает внутрь флажка или на отдельную кривую, то эта марка подходит. Бели же точка не попадает внутрь флажка, то нужно обратиться к другому графику. После подбора насоса дальнейшую работу по уточнению режимов подачи жидкости выполняют с помощью рабочих характеристик. Имеющиеся расхождения в характеристике Н— Q выбранного насоса с заданными H и Qустраняют с помощью задвижки.

Рис 12.6. Рабочие характеристики центробежного насоса

Рис 12.7 Сводные характеристики центробежных насосов (внутри «флажков» указаны марки насосов)
Насос подает жидкость в нагнетательный трубопровод, который имеет характеристику Н =f(Q)), не совпадающую с характеристикой насоса H-Q.

Характеристику трубопровода записывают в виде уравнения