Промышленность \ Нагнетатели и тепловые двигатели

Нагнетатели. Обзор конструкций, сведения по эксплуатации машин для подачи жидкостей и газов, страница 11

4. Компенсация осевого давления с помощью гидравлической пяты, которая представляет собой диск 1, установленный на валу насоса за колесом последней ступени 3. Полость между пятой 1 и неподвижным подшипником 2 соединены с выходом из колеса последней ступени. В ней устанавливается давление равное Р_А, близкое к давлению нагнетания насоса. Полость Б по другую сторону пяты соединена с всасом насоса и давление равное Р_Б больше, но одного порядка с давлением на всасе насоса. Зазор между пятой и подпятником невелик, что способствует поддержанию разности давлений и уменьшает утечку жидкости нагнетания на всасе. Вследствие разности давлений на гидравлическую пяту, а следовательно и на ротор насоса действует уравновешивающее усилие F_у. Если при изменении режима работы осевое усилие становится больше уравновешивающего - , то ротор под воздействием разности этих сил несколько смещается влево, и зазор будет при этом уменьшаться. Разность давлений возрастает, что приводит к увеличению силы равной F_у до тех пор, пока осевое усилие не станет равно уравновешивающему .

Обратное явление происходит в случае, когда осевое усилие становится меньше уравновешивающего.

Понятие о кавитации. Допустимая высота всасывания насоса.

В процессе эксплуатации центробежного насоса могут возникнуть режимы работы, когда давление жидкости на всасе Р_вс становится равным или меньше давления насыщенного пара при данной температуре жидкости (Р_вс≤Р_н.п.). Это приводит к закипанию и образованию пузырьков пара на всасе рабочего колеса. Пузырьки увлекаются потоком к выходу колеса. По мере движения по межлопастным каналам давление жидкости возрастает, и пузырьки пара начинают конденсироваться. При конденсации объем пузырька уменьшается, а давление внутри него остается неизменным. Под действием растущей разности давлений в пузырьке и окружающей жидкости частицы последней устремляются к центру пузырька. В момент полной конденсации пузырька происходит мгновенное местное повышение давления, так называемый точечный гидравлический удар. Совокупность рассмотренных явлений называется кавитацией. Кавитация вызывает возмущения в потоке жидкости, и как следствие, ведет к снижению напора Н и КПД насоса. Если пузырек пара в момент конденсации находится на поверхности, например рабочей лопасти, то удар приходится на нее, происходит местное разрушение металла. Срок службы насоса значительно понижается. Характерные признаки кавитации в насосе – шум, треск, вибрации. При проектировании и эксплуатации насосных установок надо принимать меры для предотвращения кавитации.

Условие бескавитационной работы можно записать в виде:

(1)

Пусть насос перекачивает жидкость из емкости А в емкость Б. Величина давления на всасе составит Р_вс равная:

(2)

Р_А – давление в емкости А над поверхностью жидкости;

Н_Г – разность между отметками оси насоса и уровня жидкости в емкости А. Будем называть эту высоту геометрической высотой установки насоса;

∆Р_ПОТ – гидравлические потери во всасывающем трубопроводе;

w_вс – скорость жидкости во всасывающем трубопроводе.

Анализ уравнения (2) показывает, что при заданном Р_А давление на всасе Р_вс зависит от высоты установки насоса Н_Г. Правильный выбор величины Н_Г должен обеспечить условие (1).

Введем дополнительные обозначения:

- полное давление на всасе насоса;