Формы рабочих колес центробежных насосов. Устройство и принцип работы центробежных насосов. Виды рабочих колёс центробежных насосов
ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ
ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
Жидкость в рабочем колесе центробежного насоса совершает сложное движение.
W – скорость относительного движения вдоль рабочей лопатки за счёт центробежных сил
u – окружная скорость
с – абсолютная скорость движения жидкости
u
= ωR
=
Преимущество вертикальных насосов состоит в том, что они требуют очень небольшого горизонтального пространства, что делает их незаменимыми на судах, колодцах и т.д.; однако для обеспечения простой сборки и разборки требуется достаточное вертикальное пространство.
Для высоконапорных насосов вертикальная конструкция, как правило, дешевле, чем горизонтальная. Вертикальные насосы обычно используются в морских применениях, для грязной воды, дренажа, орошения, циркуляции конденсаторов и т.д. Если эта глубина меньше или меньше диаметра всасывающего отверстия, вихри или вихри могут создаваться на поверхности центра, из которого воздух подается в насос, что приводит к потере потока и плохому функционированию.
Теоретический напор определяется по формуле:
Н н т =
- уравнение Л. Эйлера
(1754 г.)
Исходя
из условий безударного входа жидкости
в колесо во избежание больших потерь
напора, жидкость обычно подают в колесо
в радиальном направлении, т.е.
1 =90 0
.
Виды рабочих колёс центробежных насосов
Вал, из которого установлены эти насосы, обычно управляется отдельными подшипниками скольжения через регулярные промежутки времени и смазывается маслом, смазкой или той же перекачиваемой жидкостью; в последнем случае вал обычно расположен внутри вертикальной приводной трубы, рядом с двигателем, где он горизонтально отклоняется подходящим локтем.
В случаях смазки или масляной смазки вал входит внутрь подшипниковой трубы подшипников, причем этот узел, в свою очередь, является внешним или внутренним по отношению к подающей трубе. Другое решение имеет то преимущество, что требует меньшего пространства, в обоих случаях ненужной является упаковка, что также является очень благоприятным обстоятельством, учитывая недостатки, которые это иногда приводит.
1 =90 0 , cos90 0 =0
Н н т = 8÷15
Действительный напор меньше теоретического по следующим причинам:
часть напора расходуется на преодоление гидравлического сопротивления внутри насоса;
не все частицы жидкости, взятые по ширине канала между двумя соседними лопатками, движутся с одинаковыми скоростями; следовательно, треугольники скоростей на входе с колеса для различных струек неодинаковы.
Погружные насосы имеют то преимущество, что занимают минимальное горизонтальное пространство, только необходимое для размещения вертикального двигателя и привода, даже иногда это под землей. Гидравлические преимущества очевидны, когда исчезают все проблемы всасывания, являющиеся основным недостатком в работе центробежных насосов.
Виды рабочих колес
С механической точки зрения эта компоновка представляет собой основные недостатки относительно горизонтали. Насосы изначально дороже, а их техническое обслуживание значительно выше, так как для любого ремонта требуется демонтаж насоса, чтобы поднять его на поверхность.
Потери напора на преодоление гидравлических сопротивлений учитываются гидравлическим к.п.д.
η т =0,8÷0,95
Понижение напора по второй причине учитываются коэффициентом κ.
Н н д =
ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ ЛОПАТОК НА РАЗВИВАЕМЫЙ НАПОР
Остальные составляющие центробежных насосов
Удлиненный вал, подвергая подшипники тяжелой работе, прежде всего, если они смазываются водой или жидкостями без больших смазочных свойств, делает их жизнь короткими и непредсказуемыми. Наиболее важными типами погружных вертикальных насосов являются вертикальные или глубокие скважинные турбинные насосы, винтовые насосы и погружные спиральные насосы.
Среди погружных насосов наиболее важными являются глубокие скважинные, зондирующие или вертикальные турбины, которые были разработаны для эксплуатации скважин, бурильных скважин и бурения с малым диаметром. Это обстоятельство обязательно ограничивает высоту на каждый этап, что приводит к концепции многоклеточных насосов для уменьшения пространства.
В центробежных насоса можно применять лопатки трёх видов по кривизне относительно направления вращения колеса:
1. загнутые назад;
2. загнутые радиально;
3. загнутые вперёд
R 1 , R 2 , n = const
u 2
=
При одинаковых оборотах и размерах колёс, загнутые вперёд лопатки сообщают наибольшую абсолютную скорость, поэтому наибольший теоретический напор дают лопатки, загнутые вперёд. Однако, если скорость жидкости на выходе из насоса большая, то увеличиваются гидравлические потери пропорционально квадрату скорости. Поэтому колёса с загнутыми вперёд лопатками имеют более низкий к.п.д., чем при лопатках, загнутых назад.
Простая всасывающая крыльчатка может быть радиальной или диагональной в зависимости от условий эксплуатации и ее закрытой или полуоткрытой конструкции. Однако полуоткрытые рабочие колеса, кроме их большей осевой тяги, до 50% больше, требуют более тщательной вертикальной регулировки во время сборки.
Узел диффузора корпуса насоса и подающая труба висят от головки, на которой установлен двигатель, составляя локоть отклонения привода. Иногда диффузоры покрыты внутренней эмалью, что снижает шероховатость отливки и последующие гидравлические потери, увеличивая выход, обеспечивая определенную однородность для разных узлов, обеспечивая лучшую устойчивость к коррозии и истиранию.
Кроме того, каналы между лопатками загнутыми назад более плавно расширяются, чем при лопатках загнутых вперёд. Поэтому для насосов всегда применяют колёса с загнутыми назад лопатками, т.к. они обеспечивают наибольший к.п.д. насоса.
ДАВЛЕНИЕ НАСОСА, ОПРЕДЕЛЯЕМОЕ ПО ПОКАЗАНИЯМ ПРИБОРОВ
Насос по отношению к уровню жидкости может быть установлен двумя способами:
Центробежный насос: общее представление
Конструкция этих насосов позволяет установить желаемое количество ступеней, которые могут достигать 20 или более, просто добавляя диффузоры и аналогичные рабочие колеса друг над другом, что дает определенную эластичность для применений с вытекающими из этого преимуществами стандартизации, наличием запасные части и т.д.; однако эти насосы разделяют недостатки, упомянутые выше для погружных вертикальных насосов, чтобы быть дорогими и требовать больших затрат на техническое обслуживание.
Вертикальные турбинные насосы достигли замечательной степени совершенства с высокими выходами и некоторыми гидравлическими преимуществами; хотя они стали использоваться исключительно для орошения в скважинах и бурении, их промышленное применение растет все больше и больше, чем сельское хозяйство, причина, почему название насосов глубокой скважины исчезает, чтобы адаптироваться к одному из насосов турбины Вертикальная. Внутри этого типа можно выделить насосы с удлиненным валом и приводимые в действие погружным электродвигателем, расположенным непосредственно под насосом или насосами водолазов.
насос находится над уровнем жидкости водоёма
М
Напор насоса определяется по формуле:
Н н
= 10Рм+10Рв+
z м.в.
[м],
где: Р м, Р в показания манометра и вакуумметра в кгс/см 2 ;
ω 2 ,ω 1 – скорость жидкости на выходе и входе насоса;
Z м.б. – расстояние между отметками манометра и вакуумметра.
При любых неполадках насос останавливается, производится осмотр и устранение неисправностей
В этих насосах вал проходит через внутреннюю часть подающей трубы, голый, если смазка производится маслом или внутри защитной трубки, если смазка осуществляется водой из внешнего источника. Набор рабочих колес и вала, поддерживаемых упорными подшипниками, расположены в одной и той же головке или в верхней части двигателя, если его ось и один из насосов жестко соединены.
Эти насосы могут достигать 200 м.с. но проблемы, вызванные каким-либо несовершенством в прямолинейности вала, что значительно влияет на срок службы подшипников и вибрацию работы, значительно увеличиваются с длиной вала. Чтобы избежать недостатков, вызванных чрезмерной длиной вала, в погружных насосах были разработаны электродвигатели, способные работать, в свою очередь, окруженные жидкостью и такие размеры, чтобы они могли быть установлены внутри скважины.
2 Насос находится «под заливом», т.е. с избыточным давлением на всасывании
Н н
= 10Рм 2 –
10Рм 1 +
Z м.2м1 – расстояние между отметками манометров;
Р м1 , Р м2 –показания манометров.
ЗАКОН ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ
Соотношение, описывающее зависимость расхода напора и мощности от числа оборотов называется законом пропорциональности.
Таким образом, размещая двигатели непосредственно под насосом, потребность в валу, подшипниках и защитной трубке исчезает, так что колонна может иметь меньший диаметр для аналогичных потерь нагрузки. Двигатели могут быть сухими эксплуатируемыми с запечатанными или затопленными, и в этом случае изоляция должна иметь очень особые характеристики. Преимущества подводного двигателя становятся заметными, особенно в глубоких скважинах более 30 м, или наклонных или изогнутых. Требуемое пространство на поверхности, очевидно, минимальное и даже пустое с подземным разрядом.
n 1 – ν 1 , W 1 , u 1
n 2 – ν 2 , W 2 , u 2
Подача насоса изменяется пропорционально радиальной составляющей скорости на выходе.
Объёмный к.п.д. (η 0) остаётся практически неизменным при изменении числа оборотов в пределах 50%.
Из этой формулы видно, что u 2, ν 2 каждый из которых зависит от числа оборотов
Недостатками являются более низкая производительность и более низкий срок службы двигателя и неизбежная потребность в полной разборке для любого ремонта или ремонта насоса или двигателя. Для управления большими потоками с малой высотой, пропеллерные насосы часто используются в вертикальном и погруженном режимах. Простота этих насосов иногда становится максимальной, состоящей только из открытого осевого рабочего колеса, снабженного вертикальным валом, который вращается внутри колонны или приводной трубы.
Иногда они могут нести рассеиватель или некоторые направляющие лезвия; на одном из этих насосов также могут быть предусмотрены направленные лопатки, чтобы предотвратить или уменьшить чрезмерный предварительный поворот жидкой вены во всасывании, что может привести к образованию вихрей или вихрей на поверхности жидкости.
где κ 2
и η г при
изменении числа оборотов в пределах
50% остаются неизменными, поэтому формула
принимает виды:
ЗАКОН ПОДОБИЯ
При конструировании и эксплуатации центробежных насосов пользуются законами их подобия и в первую очередь подобием рабочих колёс этих насосов. Различают геометрическое и кинематическое подобие рабочих колёс.
Вал можно смазывать маслом, и в этом случае он расположен внутри соответствующей защитной трубки с подшипниками. Рабочее колесо может быть консольным или иметь нижний подшипник, который, хотя и представляет собой небольшое препятствие для всасывания, играет важную роль, учитывая узкую радиальную дозу между рабочим колесом и окружающей трубой.
В некоторых насосах этого типа можно демонтировать вал и рабочее колесо сверху без снятия колонны, что облегчает доступность и техническое обслуживание, что, возможно, является самым серьезным недостатком погружных насосов. Мы рассматривали в качестве центробежных насосов все центробежные или центробежные, в которых энергия переносится в жидкость по существу под действием центробежной силы до тех пор, пока осевые, в которых энергия не будет поступать в жидкость по импульсу, оказываемому лезвия на нем.
Геометрическое подобие означает пропорциональность соответствующих размеров их проточной части (d, ширины лопаток, радиусов кривизны лопаток и т.д.)
Кинематическое подобие предопределяет одинаковое направление векторов скорости в сходственных точках потока.
Если геометрическое подобие колеса d 2 и d 1 вращаются с одинаковым числом оборотов, то получают следующие зависимости.
В радиальных центробежных насосах ток жидкости проверяется в радиальных плоскостях, осевые плоскости на цилиндрических поверхностях вокруг оси вращения и в диагоналях проверяются радиально и в осевом направлении, также называемые смешанным потоком. Тип насоса, согласно этой первой классификации, который относится к гидравлическому дизайну крыльчатки рабочего колеса, обозначается его удельной скоростью в точке максимального выхода характеристической кривой.
Каждое рабочее колесо имеет определенную удельную скорость, хотя это также зависит от системы диффузора. Геометрически подобны, хотя они могут иметь небольшие отклонения от угла выхода, формы лезвия и т.д. Удельная скорость-производительность. Утечки также велики.
Подача пропорциональна площади выходного сечения рабочего колеса и радиальной составляющей скорости на выходе. Если рабочие колёса подобны, то площадь выходного сечения пропорциональна d 2 , а скорость на выходе пропорциональна d, поэтому:
Коэффициент быстроходности – число оборотов в одну минуту рабочего колеса, которая геометрически подобна рассматриваемому колесу и при подачи жидкости Q = 75 л/сек обеспечивает напор Н = 1м.
Снимается указатель осевого сдвига
По мере увеличения удельной скорости производительность улучшается до определенного значения, выше которого более высокие потери на диффузию и недостаточное направление жидкости заставляют ее снова уменьшаться, хотя и более мягко. Тот факт, что насосы с той же удельной скоростью могут иметь разные урожаи, более низкие для более низких скоростей потока, объясняется тем, что законы гидравлического сходства не совсем точно выполняются с учетом существующего геометрического подобия.
Технология восстановления вала
В настоящее время кривые движутся постепенно вверх, так как техника становится все более и более сложными насосами. Принимая во внимание его механический или конструктивный дизайн, можно выделить три типа рабочих колес. Эта классификация не зависит от самой общей, которая относится к типу гидравлической конструкции, так что в этой новой классификации могут быть центробежные и смешанные потоки, открытые, полуоткрытые или закрытые рабочие колеса.
n s
= 3,65
, где n
– число оборотов в 1 мин.
Q
[м 3 /с]
Примечание: для насосов с двухсторонним подводом жидкости на рабочее колесо в формулу подставляется Q/2.
n s =50 – 80 насосы тихоходные;
n s = 80 – 150 насосы нормальной быстроходности;
Закрытый двухэтажный полуоткрытый открытый. Осевые импеллеры по своей структуре могут быть только полуоткрытыми или закрытыми, так как их лопасти можно рассматривать как поддерживаемые сбоку на оси вращения, которая служит в качестве ступицы рабочего колеса, как если бы это была задняя стенка радиального и диагоналями.
Открытые рабочие колеса. В открытом крыльчатке голые лопасти прикреплены только к оси поворота и перемещаются между двумя неподвижными боковыми стенками, относящимися к корпусу насоса, с узкими боковыми допусками, чтобы избежать утечки. На практике не проводится никакого различия между открытыми и полуоткрытыми рабочими колесами, обозначающими как открытые, так и закрытые. Открытые рабочие колеса используются в некоторых небольших радиальных насосах и для перекачки абразивных жидкостей.
n s = 150 – 300 насосы быстроходные.
При увеличении быстроходности уменьшается величина отношения диаметра рабочего колес к диаметру входа на рабочее колесо с3-2,5 (тихоходные) до 1,8 – 1,4 (быстроходные).
n s ↓ - Q↓ H
ОСЕВОЕ УСИЛИЕ И СПОСОБЫ ЕГО УМЕНЬШЕНИЯ
Схема возникновения
Осевого давления:
2-рабочее колесо;
3 и 4-зазоры между
Р1
Д2 рабочим колесом
И корпусом насоса.
На рабочее колесо центробежного насоса с односторонним входом жидкости
действует осевая сила, направленная в сторону входа. Она возникает из-за неодинаковости сил давления, действующих справа и слева на рабочее колесо.
В полости между корпусом и рабочим колесом, заполненной перекачиваемой жидкостью, давление равно давлению на выходе из рабочего колеса.
Сила давления направлена вправо:
F 1 =p 1 
Сила давления направлена влево:
F 2 =p 2
F=F 2 -F 1 =
(p 2 -p 1)
Осевое давление может быть уравновешенно несколькими способами.
применением 2 х сторонних колёс, у которых благодаря симметрии не возникает осевого усилия; для фиксации вала в осевом направлении и восприятии случайных осевых сил применяют радиально-упорные подшипники;
установкой дополнительных уплотнительных колец и просверливанием разгрузочных отверстий ступицы, благодаря чему почти полностью выравниваются давления, действующие с обоих сторон рабочего колеса;
установкой гидравлической пяты в многоступенчатых насосах секционного типа.
КАВИТАЦИЯ
ВЫСОТА ОСТАНОВКИ НАСОСА
Обычно при работе насоса на его всасывающей стороне создаётся повышенное давление. Если это разряжение такого, что давление на входных кромках рабочих колёс ниже давления паров перекачиваемой жидкости при данной температуре, то наступает парообразование жидкости в полости рабочего колеса. Возникающее при этом явление (эрозия, коррозия, вибрация, шум, падение напора) называют кавитацией.
Поэтому необходимо чтобы давление на всасывании было больше давления паров жидкости при данной температуре.
Явление кавитации сильно действует на чугун и углеродистую сталь. Наиболее устойчивые в этом отношении нержавеющая сталь и бронза. В последнее время для предохранения от явления кавитации наиболее подверженные детали кавитации покрывают защитными твёрдыми сплавами.
Для предупреждения явления кавитации необходима правильная высота установки насоса, которую можно определить из следующей формулы:
Н вак. =Н
г.в. +Н п.н. +
Для каждого насоса в характеристике указывается линия Н вак. доп. , поэтому Н вак. Н вак. доп. .
ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
Графическая зависимость основных технических показателей (напора, мощности, к.п.д., Δh доп.) от подачи при постоянных значениях числа оборотов рабочего колеса, вязкости и плотности жидкости называется характеристикой насоса .
Различают теоретические и экспериментальные (действительные, рабочие) характеристики насосов.
Теоретические характеристики получают пользуясь основными уравнениями центробежного насоса, которые вводят поправки на реальные условия работы насосной установки. Так как на работу насоса влияет большое число факторов, которые трудно, а иногда и невозможно учесть, теоретические характеристики насосов неточны и ими практически не пользуются.
Истинные зависимости между параметрами работы центробежного насоса определяют экспериментально в результате заводских (стендовых) испытаний насоса или его модели.
После пуска насоса подачу регулируют изменением степени открытия задвижки на напорной линии. Таким образом, устанавливают несколько значений подачи и измеряют соответствующие этим значениям значения величины напора и потребляемой мощности.
По полученным в результате экспериментов данным строят графики – характеристики насосов.
2 – характеристика трубопровода при прикрытой задвижке;
3 - характеристика насоса.
Действительная подача жидкости определяется точкой пересечения характеристики трубопровода и характеристики насоса.
ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНАЯ
РАБОТА НАСОСОВ
На тепловых электростанциях часто имеет место совместная работа двух или нескольких работающих насосов, при этом насосы могут включатся как параллельно, так и последовательно. Два или несколько насосов включают на тепловых станциях параллельно в тех случаях, когда один насос не обеспечивает необходимой подачи. Для увеличения напора насосы включают последовательно. Для анализа совместной работы насосов строят их суммарную характеристику.
Работа центробежных насосов при параллельном (а) и последовательно (б) соединении:
1 - характеристика первого насоса;
2 - характеристика второго насоса;
3 -характеристика трубопровода; 4-суммарная характеристика двух насосов
При построении суммарной характеристики насосов необходимо помнить следующее:
при параллельном включении насосов складываются подачи при равных напорах, при последовательном включении складываются напоры при равных подачах.
Параллельная работа насосов целесообразна при пологой характеристике трубопровода, т.е. наименьшем сопротивлении. С этой целью при проектировании принимают несколько увеличенные диаметры трубопроводов.
Последовательная работа насосов целесообразна при крутой характеристике трубопровода, т.е. наибольшем сопротивлении. С этой целью при проектировании принимают несколько уменьшенные диаметры трубопроводов.
НАПОР НАСОСА, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ
Н н = 1,2 (Н г.в. +Н г.н. +h пот.вс. +h пот.нагн. +h потр.) [м]
где: H г.в. - геометрическая высота подъема жидкости;
Н г.н. - геометрическая высота нагнетания;
Н г = Н г.в. + Н г.н.
H пот.вс. – суммарные потери на линии всасывания;
h пот.н. - потери напора на линии нагнетания.
В тех случаях, когда у потребителя жидкость должна быть под давлением, то может быть 2 варианта:
требуемый напор у потребителя создаёт насос, подаваемый жидкость из трубопровода или водоёма;
насос устанавливается дополнительно у потребителя.
Основные неполадки в работе насоса и их устранение
При пробных пусках или в процессе эксплуатации агрегата могут возникать различные неполадки в его работе, вызванные неправильным монтажом или обслуживанием, или естественным износом деталей. Все неполадки обладают характерными признаками, по которым они распознаются. Обычно перечень наиболее часто встречающихся неисправностей насосных установок и способов их устранения сводится в таблицу, которой пользуется эксплуатационный персонал.
Главными неполадками являются следующие:
Нарушение соосности насоса и привода, при этом насос не пускается в работу; насос не засасывает жидкости (причиной этого могут быть засорение фильтрующей сетки, попадание воздуха в насос, неисправность обратного клапана на всасывающей линии насоса и т.д.); насос при полном открытии напорной задвижки не дает необходимой подачи), о может быть следствием засорения напорной магистрали, а также увеличения гидравлических потерь в насосе при его износе, засорении или повреждении рабочего колеса, падении напряжения электропитания двигателя); повышение вибрации, удары и шумы могут возникнуть вследствие засорения или неравномерного износа лопастей рабочих колес, кавитации, слабого крепления подводящей и отводящей магистрали и других причин.
Нельзя допускать длительной работы насоса в кавитационном режиме.
Коррозия проточной части насосов может возникать как вследствие эрозии при кавитации и при работе насосов на электролитах или агрессивных средах.
Детали и узлы проточной части насосов, работающих в контакте с агрессивными средами, изготовляют из коррозионно-стойких материалов (высоколегированных сталей, аустенитых хромоникелевых, с присадками кремния и молибдена, повышающими их коррозионную стойкость, а также из высоколегированных чугунов с присадками кремния, хрома, никеля и меди).
При любых неполадках насос останавливается, производится осмотр и устранение неисправностей.
|
Неполадки |
Способ устранения |
|
Насос после пуска не подает жидкость. |
Осмотреть трубопровод и устранить неполадку. Повторить заливку насоса водой. |
|
Подача насосом жидкости в процессе работы падает. |
Проверить и исправить двигатель. Подтянуть или сменить набивку в сальниках. Проверить все задвижки. Осмотреть всасывающий трубопровод. |
|
Уменьшение напора в процессе работы насоса. |
Проверить двигатель, всасывающий трубопровод. Сменить поврежденные детали. |
|
Перегрев двигателя. |
Проверить двигатель и систему подключения к электросети. Открыть задвижку на напорном трубопроводе. |
|
Вибрация при работе насоса. |
Проверить установку агрегата. Осмотреть и прочистить колесо. |
Правила техники безопасности при обслуживании центробежных насосов.
Следует отметить, что правила техники безопасности, регламентируются соответствующими инструкциями, указаниями, мероприятиями. Все они подробно рассматриваются в специальном курсе.
Требования, выполнения которых обязательно для создания безопасных условий труда при обслуживании насосной установки.
На современной ТЭС основные насосные агрегаты обслуживает машинист, сдавший специальный экзамен на право обслуживания насосов. Лица, не имеющие удостоверения о сдаче такого экзамена, к работе с насосными установками не допускаются.
К насосу должен быть обеспечен свободный доступ для осмотра и обслуживания его. Движущиеся части установки необходимо оградить специальными съемными кожухами. Все углубления в помещении насосной станции, переходы и мостики должны иметь перила высотой не менее 1м.
Перед пуском насоса машинист обязан убедиться в исправности оборудования и его соответствии инструкции по обслуживанию данного типа насосного оборудования.
Не допускается проводить никаких ремонтных работ на действующей насосной установке.
Освещение насосной станции должно быть достаточным для безопасного обслуживания агрегатов.
Должна быть предусмотрена защита от возможного воздействия электрического тока.
Во время работы центробежных насосов необходимо:
Наблюдать за тем, что бы смазочные кольца свободно вращались на валу.
Поддерживать уровень масла в подшипниках.
Своевременно подтягивать сальники.
Насосный агрегат выключают только в тех случаях, когда его работа становится не эффективной. К требованиям техники безопасности так же относятся соблюдение расстояния между агрегатами, обеспечение необходимой
освещенности, вентиляции помещения и т. д.
Источники информации
Андреевская А.В. «Задачник по гидравлике» М.:Энергия 1970
БрюхановОН., КоробкоВИ.,Мелик-АракелянАТ. Основы гидравлики и аэродинамики М. ИНФРА-М 2004
Жабо В.В.; Уваров В. В. «Гидравлика и насосы». М.: Энергоатомиздат 1984 г.
Лобачёв П.В «Насосы и насосные станции». М.:Стройиздат 1978 г.
Альтшуль А.Д. «Примеры расчетов по гидравлике». М.:Стройиздат 1976 г.
Рабинович Е.З.; Евгеньев А.Е. «Гидравлика». М.: Недра 1987 г.
Семидуберский М.С. «Насосы, компрессоры, вентиляторы». М.: «Высшая школа» 1974 г.
Черкасский В.М. «Насосы, вентиляторы, компрессоры ». М.: 1984г.
Широкое распространение центробежных насосов в быту и промышленности обусловлено их высокими эксплуатационными характеристиками и простотой конструкции. Для правильного выбора установки рассмотрим устройство центробежного насоса и основные типы.
Устройство насоса
В спиралевидном корпусе агрегата на валу находится рабочее колесо (или несколько у многоступенчатых насосов). Оно представляет собой передний и задний диски (или только задний), между которыми находятся лопасти.
Прокачиваемая жидкость с помощью всасывающего (принимающего) патрубка подается в центральную часть колеса. Вал приводится во вращение электродвигателем. Вода за счет центробежной силы выталкивается от центра рабочего колеса к его периферии. Тем самым в центре колеса создается разреженное пространство, область низкого давления. Это способствует притоку новой воды.
На периферии рабочего колеса наоборот: вода, находясь под давлением, стремится выйти через нагнетающий (отдающий) патрубок в трубопровод.
Типы центробежных насосов
- По количеству рабочих колес
(ступеней) центробежные различают:
- одноступенчатые – модели с одной рабочей ступенью (колесом);
- многоступенчатые – с несколькими колесами на валу.
- По количеству дисков рабочего колеса
:
- с передним и задним дисками – они используются для сетей низкого давления или перекачки густых жидкостей;
- только с задним диском.
- :
- горизонтальные;
- вертикальные.
- По величине создаваемого давления воды
центробежные насосы бывают:
- низкого (до 0,2 МПа) давления;
- среднего (0,2-0,6 Мпа) давления;
- высокого (от 0,6 Мпа давления).
- По количеству и расположению всасывающих патрубков
:
- с односторонним всасыванием;
- с двухсторонним всасыванием.
- По скорости вращения установки
:
- быстроходные (высокоскоростные) – в этих моделях крыльчатка находится на втулке;
- нормального хода;
- тихоходные.
- По способу вывода жидкости
:
- модели со спиральным выходом – в них водные массы выводятся непосредственно с периферии лопаток;
- с лопастным выходом – жидкость выходит через направляющий аппарат с лопастями.
- По своему назначению
:
- канализационные;
- водопроводные и т.д.
- По способу соединения установки с приводящим электродвигателем
:
- с помощью привода шкива или редуктора;
- с помощью муфт.
- По расположению установки во время работы
:
- поверхностные (наружные) насосы – при работе они располагаются на поверхности земли, а в резервуар (выгребную яму, приямок и т.д.) опускается водозаборный рукав;
- погружные центробежные модели – такие устройства рассчитаны на погружение в перекачиваемую жидкость;
Виды рабочих колес центробежного насоса
Рабочее колесо – одно из важных частей центробежного насоса. В зависимости от мощности агрегата и места его работы они различаются:
- по материалу
:
- чугун, сталь, медь применяется для изготовления колес, работающих в неагрессивных средах;
- керамика и подобные материалы – при работе насоса в химически активных средах;
- по способу изготовления
:
- клепаные (используются для маломощных насосов);
- литые;
- штампованные;
- по форме лопастей
:
- с прямыми лопастями;
- загнутые в сторону, противоположную направлению вращению рабочего колеса;
- загнутые в сторону вращения рабочего колеса.
Форма лопастей влияет на напор воды, создаваемый агрегатом.
Рабочий вал
Это наиболее восприимчивая к повреждениям во время работы часть установки. Он нуждается в точной балансировке и центровке. Материалы, из которых изготавливается вал:
- кованая сталь;
- легированная сталь (для установок, работающих с повышенными нагрузками);
- нержавеющая сталь (для использования в агрессивных средах).
Виды валов:
- жесткие (для нормальных режимов работы);
- гибкие (для повышенных оборотов);
- соединенные с валом приводящего электродвигателя (применяются для бытовых моделей насосов).
Принцип действия центробежного насоса, а также схема центробежного насоса одинакова для всех видов агрегатов. Он основан на силовом воздействии вращающихся лопастей на поток перекачиваемой жидкости с передачей ей механической энергии от рабочего механизма. Различия типов установок заключаются в их мощности, создаваемом напоре воды и исполнении.
