Перемещение жидкостей. Насосы. Сравнение и область применения насосов различных типов

ЛЕКЦИЯ 8

Перемещение жидкостей. Насосы

Общие сведения о насосах. Основные характеристики насосов.

Устройство и характеристики центробежных насосов

Устройство и характеристики поршневых насосов

Схемы устройства некоторых других типов насосов

Сравнение и область применения насосов различных типов

8.1 Общие сведения

Перемещение жидкостей по трубопроводам и аппаратам осуществляется с помощью гидравлических машин (насосов), преобразующих механическую энергию двигателя в энергию перемещаемой жидкости.

Типовая схема насосной установки представлена на рис. 8.1.

Насос является основным элементом насосной установки, состоящей из всасывающей линии, насоса, нагнетательной линии и привода. Забор жидкости во всасывающий трубопровод производится через сетку и всасывающий обратный клапан. Подача жидкости осуществляется по нагнетательному трубопроводу в напорную (приемную) емкость. На нагнетательном трубопроводе устанавливается запорно-регулирующая арматура и расходомер.

В зависимости от способа передачи энергии жидкостям насосы подразделяются на объемные, лопастные, струйные и разнотипные пневматические.

В объемных насосах энергия передается путем периодического изменения объема рабочих камер. По конструкции они бывают поршневые, роторно-пластинчатые и роторно-зубчатые.

В лопастных насосах кинетическая энергия сообщается жидкости с помощью вращающихся лопастей. Преобразование энергии двигателя в них происходит в процессе обтекания жидкостью лопастей рабочего колеса и их силового воздействия на поток. При этом создается непрерывное перемещение жидкости от центра колеса к его периферии (центробежные насосы) либо в осевом направлении (осевые насосы). К этому типу насосов относят также вихревые насосы.

В струйных насосах для передачи энергии используется кинетическая энергия струи пара или жидкости, которая преобразуется в потенциальную энергию давления жидкости.

В пневматических насосах энергия жидкости сообщается сжатым газом (чаще всего воздухом). К пневматическим насосам относятся воздушные подъемники, сифоны, монтежю.

8.2 Основные характеристики насосов

Рабочими параметрами насосов являются производительность (подача), создаваемый напор и затрачиваемая мощность.

Производительность V определяется количеством жидкости, перекачиваемой насосом в единицу времени. Обычно ее выражают в единицах измерения объемного расхода (м³/с). Определение производительности насосов осуществляется либо по их конструктивным характеристикам, либо исходя из опытных данных.

Напор Н является мерой удельной энергии, сообщаемой жидкости насосом, т.е. показывает, на какую величину возрастает удельная энергия жидкости при прохождении ее через насос.

При перекачивании жидкости с глубины h₁ на высоту h₂ полная геометрическая высота подачи Н_г = h₁ + h₂. Подъем жидкости на эту высоту связан с гидравлическими потерями на всасывающей  и нагнетательной  линиях трубопровода. Сумма  носит название манометрической высоты подачи и находится суммированием показаний вакуумметра и манометра, подсоединенных непосредственно перед входом жидкости в полость насоса и на выходе из него:

, где  – показания манометра, Па;  – показания вакуумметра, Па.

Напоры жидкости на входе и на выходе из насоса можно рассчитать, воспользовавшись уравнениями Бернулли, составленными для всасывающей