Основные технические показатели работы центробежных насосов

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФИЛИАЛ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

БАЙКАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ И ПРАВА В Г. УСТЬ-ИЛИМСКЕ

РЕФЕРАТ

По дисциплине: "Гидравлика"

По теме: "Основные технические показатели работы центробежных насосов"

Исполнитель

Студентка группы ТД-14

Полетаева Е.В.

г. Усть-Илимск 2014

Содержание

1. Технические показатели центробежных насосов

2. Гидродинамика проточной части центробежных насосов

3. Характеристики центробежного насоса

4. Насос со спиральным отводом

5. Центробежный самовсасывающий насос

6. Консольный насос одностороннего всасывания типа К

1.Технические показатели центробежных насосов

Основными техническими показателями, характеризующими работу центробежных насосов, являются подача, напор, мощность, КПД и кавитационный запас.

- Объемная подача насоса (или просто подача) Q - объем жидкости, подаваемой насосом в нагнетательную линию в единицу времени. Единица измерения подачи, предусмотренная системой СИ, м3/с, велика, поэтому в насосах чаще применяют единицу подачи м3/ч.

-Напор насоса Н равен разности удельных энергий на выходе и входе в насос, измеряется в метрах.

2.Гидродинамика проточной части центробежных насосов

Центробежные насосы. Гидродинамика проточной части. Рабочим органом центробежного насоса является вращающееся рабочее колесо, снабженное лопастями. Энергия от рабочего колеса к жидкости передается путем динамического взаимодействия лопастей колеса с обтекающей их жидкостью.

Рис.1 Схема центробежного насоса консольного типа

На рис.1 изображена простейшая схода центробежного насосе Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов -- подвода 1 рабочего колеса 2 н отвода 3.

3.Характеристики центробежного насоса

Характеристиками центробежного насоса называется графические зависимости напора Н, мощности N и КПД от подачи насоса Q при постоянных оборотах и свойствах перекачиваемой жидкости. Уравнение Эйлера выглядит так Уравнение неудобно для использования при расчетах, так как оно не содержит в себе подачи Q Можно преобразовать уравнение так, чтобы напор HТ выразить как функцию расхода Q и размеров колеса

HТ = U2/g {U2 - Q / 2pr2b2tg b2} при этом

U2=щ R2 Если Q = 0, то

HТ = U22/g или

HТ = щ2 R22/g

Это уравнение позволяет построить характеристику идеального центробежного насоса, т.е график зависимости напора, создаваемого насосом, от подачи при постоянном числе оборотов колеса. Как видно из уравнения, характеристика такого насоса представляет собой прямую. Для наглядного построения расчетной характеристики насоса при n=const в системе координат H по Q при n=const (рисунок ) нанесем в виде двух наклонных прямых теоретические характеристики насоса при z= и при конечном числе лопаток z. Затем ниже оси абсцисс построим кривые изменения двух рассмотренных выше слагаемых суммарной потери напора в насосе h1= hО и h2=hГ Сложив ординаты этих двух кривых, получим кривую изменения ?hнас в функции подачи. Далее произведем вычитание ?hнас из HTz и получим кривую Hнас= f(Q), т.е. действительную характеристику насоса при постоянном числе оборотов. Кривая Hнас= f(Q) является типичной для центробежного насоса. Характеристика насоса снимается обычно в стендовых условиях на холодной воде. Режим Q0 , которому соответствует максимальное значение КПД называется оптимальным (безударным). На этом режиме отсутствуют ударные потери. Зона режимов в пределах 0,8 Qo -1,2 Qo называется рабочей зоной. Эксплуатация насоса рекомендуется в этой зоне, где КПД уменьшается по сравнению с не более чем на 2-3 %.

Рис.2

4. Насос со спиральным отводом

В результате воздействия рабочего колеса жидкость выходит из него с более высоким давлением и большей скоростью, чем при входе. Выходная скорость преобразуется в корпус насоса в давление перед выходом жидкости из насоса. Преобразование скоростного напора в пьезометрический частично осуществляется в спиральном отводе 1 (см. рисунок 4) или направляющем аппарате 3. Несмотря на то что жидкость поступает из колеса 2 в канал спирального отвода с постепенно возрастающими сечениями, преобразование скоростного напора в пьезометрический осуществляется главным образом в коническом напорном патрубке 4. Если жидкость из колеса попадает в каналы направляющего аппарата 3, то большая часть указанного преобразования происходит в этих каналах.

рис. 4. Схема насоса со спиральным отводом

a -- без направляющего аппарата; б --с направляющим аппаратом

Направляющий аппарат был введен в конструкцию насосов на основании опыта работы гидравлических турбин, где наличие направляющего аппарата является обязательным. Насосы ранних конструкций с направляющим аппаратом назывались турбонасосами.

5. Центробежный самовсасывающий насос

центробежный насос гидродинамика консольный

Наиболее распространенным типом центробежных насосов являются одноступенчатые насосы с горизонтальным расположением вала и рабочим колесом одностороннего входа. На рисунке показана насосная установка, состоящая из центробежного насоса 3 типа НЦС, электродвигателя 5, служащего приводом для насоса и смонтированного вместе с ним на раме 6.

Рис. 5. Схема центробежного самовсасывающего насоса НЦС-1

Этот насос применяется в основном для откачивания чистой воды при разработке котлованов под фундаменты и траншеи, также для других подобных работ в различных отраслях промышленности и строительства. Насос оборудован всасывающим рукавом 2, снабженным фильтром 1 и напорным патрубком 4. Привод насосов этого типа, помимо электродвигателя, может осуществляться бензиновыми двигателями внутреннего сгорания.

6. Консольный насос одностороннего всасывания типа К

Одноступенчатые насосные установки могут быть оборудованы насосами консольного типа -- типа К (см. рисунок 6) с приводом от электродвигателя через соединительную муфту, предназначенными для подачи чистой воды и других малоагрессивных жидкостей.

Насос типа К состоит из корпуса 2, крышки 1 корпуса, рабочего колеса 4, узла уплотнения вала и опорной стойки. Крышка корпуса отлита за одно целое со всасывающим патрубком насоса. Рабочее колесо закрытого типа закреплено на валу 9 насоса с помощью шпонки и гайки 5. У насосов мощностью до 10 кВт рабочие колеса неразгруженные, а у насосов мощностью 10 кВт и выше разгруженные от осевых усилий. Разгрузка осуществляется через разгрузочные отверстия в заднем диске рабочего колеса и уплотнительный поясок на рабочем колесе со стороны узла уплотнения. Благодаря разгрузке снижается давление перед узлом уплотнения вала насоса.

Рис. 6. Схема консольного насоса одностороннего всасывания типа К

Для увеличения ресурса работы насоса корпус (только у насосов мощностью 10 кВт и выше) и сменные корпуса (у всех насосов) защищены сменными уплотняющими кольцами 3. Небольшой зазор (0,3-- 0,5 мм) между уплотняющим кольцом и уплотнительным пояском рабочего колеса препятствует перетоку перекачиваемой насосом жидкости из области высокого давления в область низкого давления, благодаря чему обеспечивается высокий КПД насоса.

Для уплотнения вала насоса применяют мягкий набивной сальник. Для повышения ресурса работы насоса и предотвращения износа вала в зоне узла уплотнения на вал надета сменная защитная втулка 7. Набивка сальника 6 поджимается крышкой сальника 8. Опорная стойка представляет собой опорный кронштейн 10, в котором в шарикоподшипниках 11 установлен вал насоса. Шарикоподшипники закрыты крышками. Смазка шарикоподшипников консистентная.

Рабочие колеса одностороннего всасывания подвержены воздействию осевой силы, которая направлена в сторону входа жидкости в рабочее колесо. Осевая сила возникает из-за того, что расположенная против входного сечения колеса площадь A1 = р D12 / 4 передней стороны заднего диска находится под действием давления всасывания р1, а также по величине площадь задней стороны этого диска -- под давлением нагнетания р2.

Осевая сила Т может быть вычислена из уравнения

T = р / 4 (D12 - Ds2 )(p2 - p1 ).

где D1 -- диаметр входа в рабочее колесо; Ds -- диаметр вала.

В действительности осевая сила несколько меньше, чем вычисленная по этой формуле. Это объясняется тем, что, во-первых, разность давлений p2 p1 меньше, чем полный напор насоса, так как жидкость за колесом находится во вращении, и, во-вторых, в связи с изменением направления движения жидкости в рабочем колесе от осевого к радиальному возникает противоположно направленное осевое усилие. Однако разгружающая осевая сила существенно мала по сравнению с той, которая возникает под действием разности давления на задний диск рабочего колеса.

Если в одноступенчатых насосах одностороннего всасывания осевая сила может быть надежно воспринята упорным подшипником, то это будет самым экономичным решением. В противном случае необходимо принять меры для уменьшения осевой силы, действующей на упорный подшипник. Это уменьшение может быть достигнуто только при понижении КПД насоса.

Размещено на Allbest.ru