Принцип действия, допускаемая высота всасывания центробежного насоса.

Основной частью лопастного насоса является вращающееся рабо­чее колесо, снабженное лопастями. Энергия от рабочего колеса пере­дается жидкости путем динамического взаимодействия лопастей колеса с обтекающей их жидкостью. К лопастным насосам относятся центро­бежные и осевые насосы.

 

Рис. 3.3 Схеме центробежного насоса

На рис.3.3 изображена простейшая схема одноступен­чатого центробежного насоса консольного типа. Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов рабочего колеса /, подвода 2 и спираль­ного отвода 3. По подводу жидкость поступает в рабочее колесо из всасывающего тру­бопровода.

Рабочее колесо состоит из двух дисков, между которыми находятся лопасти, изогнутые в сторо­ну, противоположную направлению вращения колеса. При враще­нии колеса жидкость непрерывно отбрасывается под действием цен­тробежной силы в спиральный отвод с увеличенной скоростью и повышенным давлением.

Спиральный отвод имеет улиткообразную форму и предназначен для улавливания выходящей из колеса жидкости и частичного пре­образования ее кинетической энергии в энергию давления Дальней­шее преобразование кинетической энергии происходит в диффузоре 4,который устанавливается на отводе.

Если давление во входной части насоса понизится до некоторого критического значения (для дегазированных жидкостей до давления насыщенных паров), возникает кавитация — нарушение сплошности потока вследствие выделения паров и растворенных газов. Кавитация сопровождается характерным шумом, вибрацией насосной установки, падением напора, подачи, мощности и КПД.

Из уравнения Бернулли для сечений /—/ и 2—2 относительно плоскости О—О (рис.3.4) следует, что давление р₂ у входа в насос и, следовательно, в рабочем колесе насоса тем меньше, чем больше вы­сота всасывания h_вс и потери напора h_п втрубопроводе:

Рис.3.4

где р₀ — абсолютное давление в приемном резервуаре (чаще всего р₀ равно атмосферному давлению р_а); u_вс — скорость во всасывающем трубопроводе. При большой высоте всасывания давление на входе в насос становится равным давлению насыщенных паров и возникает кавитация. Следовательно, высота всасывания насоса ограничивается кавитацией. Поэтому для обеспечения надежной работы насоса при определении допускаемой высоты всасывания вводится кавитацион­ный запас Dh:

где p _нп—давление насыщенных паров; Dh = (1,1...1,3) Dh_кр — допускаемый кавитациоиный запас; Dh_кр — критический кавитационный запас, определяемый по формуле С. С. Руднева:

где n — частота вращения вала насоса, мин^-1; Q — подача, m³/c; с — кавитационный коэффициент быстроходности, равный для обычных центробежных насосов 800...1000.

Поршневые насосы

3.4.1 Устройство, рабочий процесс, классификация поршневых насосов

К поршневым насосам относят возвратно-поступательные насосы, у которых рабочие органы выполнены в виде поршней. Весьма рас­пространенной разновидностью поршневых насосов являются насосы плунжерного типа, применяемые, например, в качестве топливных насосов высокого давления в двигателях внутреннего сгорания.

Поршневые насосы классифицируют:

— по числу поршней: одно-, двух-, трех- и многопоршневые;

— по организации процессов всасывания и нагнетания: одно-, двухстороннего и дифференциального действия;

— по кинематике приводного механизма: вальные насосы с кривошипно-шатунным механизмом, кулачковые и прямодействующие;

— по другим признакам — быстроходности, подаче и т. д.

Рис.3.5

Наиболее простым является поршневой насос одностороннего дей­ствия с кривошипно-шатунным механизмом (рис.3.5). В нем для вытеснения жидкости используется движение поршня лишь в одну сторону. При движении поршня вправо объем замкнутой части ци­линдра возрастает, что приводит к возникновению в ней вакуума, под действием которого открывается всасывающий клапан 3 и жид­кость заполняет цилиндр /, следуя за поршнем 2. При обратном ходе поршня (справа налево) объем замкнутой части цилиндра уменьшается, давление при этом резко возрастает, вследствие чего открывается на­гнетательный клапан 4 и жидкость, вытесняемая поршнем, поступает в напорный трубопровод.

Рис.3.7

Рис.3.6

Насос двухстороннего действия (рис. 3.6) лишен наиболее суще­ственного недостатка насоса одностороннего действия — прекращение подачи в период всасывания. Вытеснение жидкости происходит при движении поршня в обе стороны. При движении поршня вправо проис­ходит всасывание жидкости в левую рабочую камеру и нагнетание из правой рабочей камеры. При, движении поршня влево процессы в камерах насоса меняются на обратные.

Поршневой насос диф­ференциального дейст­вия (рис.3.7) конструк­тивно отличается от опи­санного выше насоса двухстороннего действия тем, что всасывающий трубопровод подводится только к левой камере цилиндра насоса, а на выходе из правой каме­ры отсутствует нагнета­тельный клапан. Про­цесс всасывания проис­ходит так же, как и в насосе одностороннего действия, а процесс вытеснения характерен тем, что жидкость поступает одновременно в нагнетательный трубо­провод и в правую рабочую камеру. Всасывание жидкости в левую камеру сопровождается вытеснением жидкости из правой камеры. Таким образом, подача осуществляется за двойной ход поршня, а всасывание—за один его ход.

3.4.2. Подача поршневых насосов. Графики подачи

Идеальная подача насоса определяется по его рабочему объему и частоте вращения:

Q =V_o п

Если п — частота вращения в минуту, то идеальная секундная по­дача

Q =V_o п /60

Действительная подача меньше идеальной вследствие утечек жид­кости в сопряжениях деталей и уплотнениях насоса, некоторого за­паздывания открытия и закрытия клапанов, выделения воздуха из жидкости под действием вакуума:

где h _о < 1 —- объемный КПД.

Рабочий объем V₀ определяется следующим образом:

— для насоса одностороннего действия:

V₀ =Sh,

где S — площадь поперечного сечения поршня, h = 2г — ход поршня

(r — радиус кривошипа);

— для насоса двухстороннего действия:

V₀ = Sh +(S-S_ш) h = (2S-S_ш) h,

где S_ш — площадь сечения штока;

— для насоса дифференциального действия:

V₀ =Sh - (S-S_ш ) h +(S-S_ш) h =Sh

Зависимость перемещения поршня х от угла поворота кривошипа (рис. 3.5) приближенно описывается выражением

х = r (l—cosj)

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: