Нагнетатели. Обзор конструкций, сведения по эксплуатации машин для подачи жидкостей и газов, страница 10

Пусть точка А характеризует совместную работу двух последовательно работающих нагнетателей на сеть. Точке А соответствует напор равный Н и расход равный Q. При работе каждого из нагнетателей по отдельности на ту же сеть их напор и производительность будут равны  и  для первого нагнетателя и  и  для второго нагнетателя.

На графике:   1 и 2 - напорные характеристики первого и второго нагнетателей

3 – совместная характеристика последовательно работающих нагнетателей;

4 – характеристика сети.

При некоторой подаче Q нагнетатель 1 развивает напор Н₁, нагнетатель 2 - напор Н₂. При последовательном соединении эти напоры суммируются: Н=Н₁+Н₂. Аналогично определяют координаты остальных точек кривой 3.

Рассмотрим последовательную работу нагнетателей на сети с различным сопротивлением. Пусть нагнетатели имеют одинаковые характеристики, т.е. на графике они совпадают.

Н₄, Н₅ – напоры любого из нагнетателей при отдельной работе соответственно на сети 4 и 5.

 - суммарные напоры при последовательном соединении нагнетателей соответственно на сеть 4 и 5.

Видно, что . Из чего следует, что эффект от последовательного соединения нагнетателей выше при более крутой характеристике сети. Напор в два раза никогда не увеличивается.

Многоступенчатые и многопроточные центробежные нагнетатели. (самостоятельно).

Осевое усилие и его уравновешивание.

Осевым усилием называется сила, действующая вдоль оси вращения колеса в сторону всаса.

1 – зазор между покровным диском и корпусом;

2 – зазор между основным диском и корпусом;

3 – сальниковое уплотнение;

4 – щелевое уплотнение;

На всасе колеса давление равно Р₁, на выходе Р₂. Под действием разности этих давлений жидкость через зазор 1 устремляется к всасу. От действия центробежных сил и сил трения давление жидкости в зазоре уменьшается до величины Р_у. Для уменьшения утечек устанавливается щелевое уплотнение, которое понижает давление проходящей жидкости от Р_у до Р₁. Через зазор 2 жидкость имеет утечку в окружающую среду через сальниковое уплотнение вала. В зазоре 2 давление жидкости непрерывно понижается по тому же закону, что и в зазоре 1.

Введем обозначения:

F₁ – сила, действующая на колесо слева направо.

F₂ – сила, действующая на колесо справа налево.

Из эпюры давлений видно, что .  называется осевым усилием, которое направлено всегда в сторону всаса. Осевое усилие примерно можно вычислить по следующей формуле:

К – опытный коэффициент; К=0,6÷0,8.

Осевое усилие стремится сдвинуть колесо влево до соприкосновения с корпусом, что недопустимо. Поэтому положение ротора фиксируется упорным подшипником. В вентиляторах осевое усилие, как правило, невелико, но в насосах оно может достигать нескольких сотен кН.

Для разгрузки подшипников используется ряд устройств. Рассмотрим некоторые из них:

1. Колесо двухстороннего всасывания.

2. Выравнивание давлений по обе стороны рабочего колеса.

На основном диске колеса установлено уплотняющее кольцо. Пространство между кольцом и валом соединяют посредством отверстий в диске. В ряде случаев вместо отверстий может применяться трубка, соединяемая со всасом насоса. Давление жидкости в кольцевом уплотнении снижается практически в той же степени, как и в щелевом уплотнении. В итоге давления жидкости по обе стороны колеса становятся практически равными. Данный способ простой в применении, но влечет за собой дополнительные потери объемного КПД.

3. Взаимокомпенсация осевых усилий в многоступенчатых насосах. Для этого колеса многоступенчатого насоса располагают на валу. Например, по такой схеме: