 |
Рабочая точка гидравлической сети
|
|
|
|
Поскольку насос может работать при различных сочетаниях (парах) значений Q - H, очень важно определить его параметры при работе на определенную сеть (трубопровод). Особенностью работы насоса является то, что он как бы «подстраивается» под сеть, то есть развивает напор, равный требуемому напору для данной сети. Поэтому определение рабочих параметров производят так: на одном и том же графике строят главную характеристику насоса (Нн = f (Q)) и характеристику сети Hс = f (Q). Как было показано ранее, характеристика сети описывается уравнением
Hc = Hcт + AQ²
Точка пересечения указанных характеристик и дает рабочую точку насоса при работе на данную сеть (точку А). Если рабочая точка попадает в зону оптимального режима, то считается, что насос правильно подобран к данной сети. Если не попадает, то возможны следующие методы выведения насоса на оптимальный режим работы:
1. Подобрать новую главную характеристику насоса путем изменения числа оборотов рабочего колеса (ориентируясь на универсальную характеристику).
2. Изменить характеристику сети (дросселируя нагнетательный трубопровод (уменьшая его сечение) с помощью задвижки).
Если указанные методы не дают нужного результата, то следует по каталогу подобрать насос с требуемой главной характеристикой.
Вихревые насосы
Вихревой насос имеет цилиндрический корпус 1, всасывающий патрубок 2, рабочее колесо 3 с радиальными прямыми лопатками. Полость всасывания отделена от плоскости нагнетания перемычкой b. Торцевые зазоры между рабочим колесом и корпусом, а также радиальный зазор между кромкой лопатки и перемычкой – не более 0,15мм. В боковых и периферийных стенках корпуса имеются концентричный канал 4, начинающийся у входного окна и заканчивающийся у напорного патрубка 5. Жидкость через входной патрубок 2 поступает в канал 4 и далее в рабочее колесо 3. Получив под действием центробежных сил приращение кинетической энергии, жидкость выталкивается в канал 4. При взаимодействии с жидкостью, которая движется в канале с меньшей скоростью, она сообщает импульс в направлении вращения рабочего колеса.
|
|
|
При переходе жидкости из колеса 3, имеющего меньшее сечение межлопастного пространства в канал 4, имеющий большее сечение, кинетическая энергия частично преобразуется в энергию давления. Двигаясь в направлении стрелок, отдав часть энергии потоку, проходящему по каналу, жидкость снова всасывается рабочим колесом.
Таким образом, в отличие от центробежного насоса, в вихревом насосе жидкость многократно взаимодействует с лопатками рабочего колеса, получая каждый раз приращение энергии.
Поэтому напор такого насоса в 3 ÷ 5 раз больше, чем у аналогичного по размерам и числу оборотов центробежного насоса. Однако жидкость, проходя через насос, многократно изменяет направление скорости, возникают большие местные потери напора (энергия теряется на вихреобразование). Поэтому максимальное значение КПД для таких насосов не превышает 35 ÷ 40%.
Низкий КПД препятствует применению вихревых насосов при больших мощностях, хотя их напор и достигает 250м. Вихревые насосы получили широкое применение для перекачивания легколетучих жидкостей (ацетона, бензина, спирта). Особенно перспективно их использование при перекачивании смеси жидкости и газа. Вихревые насосы не пригодны для перекачивания жидкостей с большой вязкостью, так как при этом резко падают напор и КПД. Их не следует также использовать для жидкостей, содержащих абразивные частицы (при этом быстро увеличиваются торцевые и радиальные зазоры и падает объемный КПД вследствие интенсивных перетечек). Большинство вихревых насосов обладают самовсасывающей способностью при использовании специальных устройств (напорных колпаков с воздухоотводом).
|
|
|
Осевые насосы
Осевые насосы применяются в тех случаях, когда необходимо обеспечить большие производительности при малых значениях напора. Рабочее колесо 1 выполнено в форме пропеллера или гребного винта парохода. Жидкость подводится к рабочему колесу и отводится из него в осевом направлении.
Для уменьшения потерь энергии за рабочим колесом устанавливается направляющий аппарат 2 (неподвижные лопасти, которое делают закрученное после лопастей движение жидкости более спокойным, гасят турбулентность). Производительность насоса изменяется в пределах Q = 0,1 ÷ 25м³∕с, напор Н = 4÷6м. Рабочие характеристики осевых насосов имеют вид, представленный на рисунке.
При малых Q главная характеристика круто падает, имея перегиб в точке А. Мощность, в отличие от центробежного насоса, подает с ростом Q и имеет максимум при Q = 0 (при закрытой задвижке на нагнетательной линии). Поэтому пуск насоса производится при открытой задвижке. Большие значения H и N при малых Q можно объяснить движением части жидкости из нагнетательного патрубка 3 обратно в рабочее колесо (жидкость многократно проходит через рабочее колесо, при этом ее напор растет, однако и потребляемая мощность увеличивается и снижается КПД). Рабочий режим насоса – правее точки В (от Qmin до Qmax).
Достоинствами осевых насосов являются высокая производительность, простота конструкции, нечувствительность к загрязнению жидкости, а недостатком – низкий напор.
ГЛАВА 7. Объемные насосы
Рабочий процесс у объёмных насосов основан на периодическом заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из занятого объема рабочей камеры. При этом объём рабочей камеры непрерывно изменяется, поскольку попеременно сообщаяется с всасывающей и нагнетательной линиями. Вытеснителями могут быть поршни, зубья шестерён, винты и т.д.
К общим свойствам объёмных насосов относятся:
1. Цикличность рабочего процесса и неравномерность подачи;
2. Герметичность, обеспечиваемая отделением полости всасывания от полости нагнетания;
3. Самовсасывание;
4. Жёсткость напорной характеристики (подача практически не зависит от сопротивления сети).
Поршневые насосы.
|
|
|
