Нагнетатели. Обзор конструкций, сведения по эксплуатации машин для подачи жидкостей и газов, страница 2

Поток  рабочей жидкости под давлением проходит через сопло. Так как сопло сужается, скорость рабочего потока увеличивается, а давление уменьшается. Это приводит к уменьшению давления в рабочей камере. В результате этого перемещаемая (инжектируемая) жидкость поступает в рабочую камеру и захватывается струей рабочей жидкости. Перемещение и выравнивание потоков происходит в камере смешивания. В диффузоре кинетическая энергия уменьшается, а давление увеличивается.

4. Пневматические.

В качестве рабочей среды используют сжатый воздух или другой технический газ. Так, например, для подъема воды или нефти из буровых скважин применяют так называемые эрлифты.

Области применения нагнетателей.

Наибольшее распространение в промышленности получили лопастные нагнетатели. В теплоэнергетических установках чаще всего применяются центробежные нагнетатели. Центробежные вентиляторы используются в качестве дутьевых машин в паровых котлах.

Центробежные насосы служат для отвода конденсата,  питания паровых и водогрейных котлов, для перекачки сетевой воды в системах теплоснабжения и другого

Основные нагнетатели применяются в случаях, когда при большом расходе среды требуется преодолеть небольшое гидравлическое сопротивление. Пример: осевые насосы используют для подачи циркуляционной воды в конденсаторы турбин.

Поршневые насосы используют в случаях, когда необходимо преодолеть большое гидравлическое сопротивление при относительно малом расходе среды.

Ротационные насосы используют, например, в системах смазки.

Для компрессирования (сжатия) газов поршневые компрессоры находят очень широкое применение в химической и металлургической промышленности.

Центробежные компрессоры нередко применяются на крупных предприятиях для снабжения цехов воздухом низкого давления (4÷8 атм.)

Производительность, напор, мощность, давление, КПД нагнетателей.

Производительность – это количество среды, подаваемой нагнетателем в единицу времени. Различают объемную и массовую производительности, которые связаны соотношением:

         (1)

где      М – массовая производительность;

ρ – средняя плотность;

Q – объемная производительность;

Напором Н называется энергия, сообщаемая единице веса перекачиваемой жидкости. В соответствии с определением единицей напора будет:

Напор не зависит от плотности и представляет собой высоту столба той жидкости, к потоку которой он относится.

Давление, создаваемое нагнетателем, вычисляется по формуле:

  (2)

где      Р_к  и Р_н – соответственно давления среды в выходном и входном сечениях;

с_к  и с_н – соответственно скорости среды в выходном и входном сечениях;

z_к  и z_н – геометрические высоты расположения центров тяжести выходного и входного сечений.

Давление и напор связаны между собой соотношением:

           (3)

Учитывая уравнение (2), запишем уравнение для полного напора нагнетателя:

          (4)

В уравнении (4) второе слагаемое представляет собой прирост кинетической энергии потока. В случае равенства скоростей на входе и выходе машина будет создавать только статический напор:

            (5)

Полезной мощностью нагнетателя называют энергию, которую сообщает машина перекачиваемой жидкости в единицу времени:

        (6)

потребляемая мощность, то есть мощность передаваемая от двигателя на вал нагнетателя, больше полезной мощности на некоторую величину потерь ∆N:

            (7)

Эффективность использования энергии нагнетателем можно оценить, зная его КПД:

          (8)

Центробежные нагнетатели.

Уравнение Эйлера. Теоретический напор нагнетателя.

При выводе уравнения Эйлера введем обозначения:

u – окружная скорость рабочего колеса, с этой же скоростью движутся частицы жидкости;

w – относительная скорость движения жидкости (относительно колеса);

c – абсолютная скорость движения жидкости;

При этом справедливо векторное равенство для частицы жидкости:

α – угол между окружной и абсолютной скоростями движения жидкости;

«1»,«2» - индексы на входе и выходе рабочего колеса;