Устрій, принцип дії і класифікація відцентрових насосів

Найбільш розповсюджені серед динамічних машин відцентрові насоси. Потік рідини в області лопатевих каналів у відцентрових насосах має радіальний напрямок і переміщається головним чином в полі дії відцентрових сил. Конструктивна схема найпростішого одноступінчатого відцентрового насоса приведена на рис. 2.2.

Рис. 2. Схема відцентрового насоса консольного типу: 1- штуцери для підключення вакуумметра та манометра; 2 – робоче колесо; 3 – пробка отвору для заливки та зливу рідини; 4 – нерухомий корпус спіральної форми; 5 – вал робочого колеса; 6 – станина; 7 – підшипники; 8 – муфта; 9 – сальник; 10 –вихідний патрубок; 11 – вхідний патрубок

Відцентровий насос складається з насадженого на вал 5 робочого колеса 2, які обертаються в підшипниках 7, установлених в станині 6 і нерухомого корпусу спіральної форми. Для запобігання втрат рідини через простір між корпусом і валом встановлюються ущільнення 9. Патрубками 11 і 10 насос приєднується до вхідного і вихідного трубопроводів.

У між лопатеві канали рідина поступає через вхідний патрубок і отвір у робочому колесі зі сторони входу. Відцентровий насос може працювати тільки в тому випадку, коли його внутрішня порожнина заповнена робочою рідиною. Як відомо, найбільший теоретичний напір на всмоктуванні (навіть при р_вс=0) не перевершує р_о=р_атм=0,1 МПа, що при роботі на воді дає теоретичну висоту всмоктування Н_вс=р_о/ g близько 10 м. Оскільки густина повітря майже на три порядку менша від густини води, то напір на вході і висота всмоктування, якщо колесо насоса не заповнено рідиною, буде на стільки ж меншою і складе близько 12 мм. Тому насоси, розташовані вище рівня забірного резервуару перед пуском заповнюють рідиною від стороннього джерела.

Принцип дії відцентрового насоса полягає в тім, що при обертанні робочого колеса, заповненого рідиною, виникає силова взаємодія потоку рідини з колесом в результаті якої рідині передається обертовий рух.

Внаслідок обертання виникає відцентрова сила, ця сила викидає рідину в спіральну камеру і далі у вихідний трубопровід, в результаті чого знижується тиск у внутрішній зоні колеса і туди (згідно закону збереження маси, або закону нерозривності потоку (m = с^.f = const) поступає рідина із впускного трубопроводу. Таким чином забезпечується безперервність подачі.

Рідина в об’ємі між суміжними лопатками, обертаючись разом з ними, отримує колову (окружну) швидкість u, рівну швидкості колеса вданій точці - на вході u₁= R₁ і на виході u₂= R₂.

У той же час рідина переміщується від входу до виходу колеса в його каналах з відносною швидкістю w (відносно колеса). Переміщуючись вздовж лопаток в процесі повороту колеса під дією відцентрових сил і обертаючись разом з колесом, частки рідини описують деяку абсолютну траєкторію, так що напрямок абсолютної швидкості c на вході і виході колеса дотичний до цієї траєкторії. Абсолютна швидкість с рівна геометричній сумі складових – окружної швидкості u і відносної w. Зв’язки між швидкостями виражаються паралелограмом або трикутником швидкостей (рис. 2.3).

Рис. 3. Основні розміри робочого колеса та плани швидкостей на його вході та виході

Для аналізу кінематики потоку використовують складові абсолютної швидкості (її проекції) - радіальну с_r (нормальну або меридіанну) і окружну с_u (дотичну). Кути і - відповідно кути між абсолютною і окружною швидкостями і між напрямком відносної швидкості і зворотнім напрямком окружної швидкості. Зазвичай для насосів значення цих кутів на виході з колеса складає: ₂=6÷20⁰, ₂=15÷60⁰.

Приріст енергії потоку рідини в колесі залежить від швидкості потоку, тобто частоти обертання колеса n, його розмірів і форми лопаток. Цей приріст енергії відбувається тільки в робочім колесі насосу, у вивідних каналах корпусу протікає часткове перетворення кінетичної енергії потоку в потенціальну енергію, тобто в напір (тиск). Цей запас енергії витрачається на подолання опору і протитиску в системі.

Тиск, який розвиває колесо відцентрового насоса є результат двох процесів - перетворення кінетичної енергії відносного руху і роботи відцентрових сил.

Відцентрові насоси класифікуються за наступними ознаками:

- за призначенням: для транспортування води – живильні, циркуляційні, конденсатні, артезіанські, для нафти, холодних та гарячих нафтопродуктів, скраплених газів, мастил та палив і розчинників, хімічні та інше;

- за числом робочих коліс: одноступінчасті (з одним робочим колесом) та багатоступінчасті (число коліс може доходити до 10 й більше). В останніх насосах тиск рідини послідовно підвищується на кожному робочому колесі;

- за типом приводу: електронасоси, турбонасоси, з приводом від двигуна внутрішнього згорання;

- за способом підведення рідини до робочого колеса: з одностороннім та двостороннім всмоктуванням;

- за способом відведення рідини від колеса: спіральні та турбінні (через напрямний апарат);

- за конструкцією робочих коліс: закриті, відкриті та напіввідкриті (для роботи з твердою фазою);

- за коефіцієнтом швидкохідності: тихохідні, середньої швидкості (нормальні), швидкохідні, діагональні;

- за розташуванням вала: горизонтальні та вертикальні;

- за способом роз’єднання корпуса: з горизонтальним, з вертикальним роз’єднанням, секційні, спіральні.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Лекція 6.	\|	Робочі колеса

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.