Нагнетатели.
Литература:
«Насосы, вентиляторы, компрессоры» - Черкасский В.М.
Методические указания:
«Измерение основных параметров, характеризующих работу гидравлических машин и установок» - Опякин.
«Определение средней скорости и расхода воздуха в канале прямоугольного сечения».
«Определение характеристик центробежного насоса»
«Определение характеристик центробежного вентилятора»
Задачи курса.
В курсе лекций «Нагнетатели» рассматриваются основы теории, обзор конструкций, сведения по эксплуатации машин для подачи жидкостей и газов. К данным машинам относятся насосы, вентиляторы и компрессоры.
Классификация.
Нагнетателем называется машина, предназначенная для перемещения жидкостей и газов, и сообщения им механической энергии.
Нагнетатели капельных жидкостей называют насосами, нагнетатели газов называют вентиляторами, газодувками или компрессорами.
В вентиляторе степень повышения давления:
Газодувка ε<1,15, но Рвых≤4 атм и кроме того искусственно не охлаждается.
В компрессоре ε>1,15 и Рвых не ограничивается, и в нем рабочие полости искусственно охлаждаются.
Т.к. в вентиляторе перепад давлений среды невелик, ее удельный объем практически не изменяется, поэтому считают, что вентиляторы, как и насосы, работают с несжимаемыми средами, следовательно, для насосов и вентиляторов могут использоваться одни и те же теоретические положения.
При рассмотрении компрессоров пренебречь изменением плотности среды уже нельзя, поэтому для них применима другая – более общая теория.
По принципу действия нагнетатели разделяются на лопастные, объемные, струйные и пневматические.
Принципы действия нагнетателей.
Их рабочим органом является вращающееся колесо, снабженное лопастями. Передача энергии осуществляется путем динамического взаимодействия лопастей колеса с жидкостью. Эти нагнетатели в свою очередь подразделяют на три основных типа:
а) центробежные б) осевые в) вихревые
а) центробежные нагнетатели
1 – подвод жидкости (всас нагнетателей)
2 – рабочее колесо: а) ступица б) основной диск в) покровный диск г) лопасть
3 – отвод жидкости
4 – вал
5 – диффузор
При работе нагнетателя жидкость в межлопастных каналах, вращаясь вместе с колесом, выбрасываясь под действием центробежных сил в плавно расширяющийся отвод и далее в диффузор, в котором скорость уменьшается, а давление увеличивается.
Вокруг ступицы колеса создается область пониженного давления, благодаря чему б) осевой нагнетатель
1 – конфузор
2 – корпус
3 – лобовой двигатель
4 – рабочая область
5 – ступица
6 – электродвигатель
7 – хвостовой обтекатель
8 – диффузор
В осевом нагнетателе рабочая лопасть можно представить как элемент многозаходного винта. Колесо, вращаясь, взаимодействует со средой и перемещает ее в осевом направлении. Наличие обтекателей улучшает из-за снижения гидравлических потерь. Конфузор и диффузор обеспечивает плавные вход и выход среды.
в) вихревой нагнетатель
1 – отвод жидкости в корпусе
2 – рабочее колесо
3 – прямые лопатки
4 – нагнетательный патрубок
5 – разделитель потоков
6 – всасывающий патрубок
7 – вал
При вращении колеса жидкость из лопастных каналов центробежными силами выбрасывается в отвод в корпус насоса окружная скорость движения жидкости при выходе из межлопастного канала больше окружной скорости жидкости в отводе. При смешивании этих потоков происходит обмен импульсами и в направлении движения колеса давление возрастает. Ввиду неразрывности течения жидкость из отвода вновь поступает в межлопастной канал. Таким образом образуется вихревое течение. Отвод заканчивается нагнетательным патрубком и разделителем потока.
В данных машинах передача механической энергии происходит путем изменения объемов рабочих камер. Подразделяются на поршневые и ротационные.
а) поршневой
1 – рабочая камера
2 – цилиндр
3 – поршень
4 – всасывающий клапан
5 – нагнетательный клапан
6 – всасывающий патрубок
7 – нагнетательный патрубок
При движении поршня вправо уменьшается давление в рабочей камере вследствие увеличения ее объема, поэтому под давлением жидкости во всасывающем трубопроводе клапан 4 открывается. Клапан 5 при этом закрыт под действием более высокого давления в нагнетательном трубопроводе. Недостатком таких нагнетателей является неравномерность подачи, что практически отсутствует у ротационных машин.
б) ротационный нагнетатель.
Рассмотрим простейший двухпластинчатый насос.
Ротор имеет эксцентриситет относительно статора. Две пластины прижимаются к статору пружиной и образуют две рабочие камеры а и б. При вращении ротора жидкость всасывается в рабочую камеру а, из камеры б жидкость вытесняется. К ротационным машинам относятся также шестеренчатые и винтовые нагнетатели.
В них отсутствуют какие-либо движущиеся части
1 – рабочее сопло
2 – приемная камера
3 – камера смешения
4 – диффузор
5 – нагнетательный трубопровод
6 – всасывающий трубопровод
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
