Термины, связанные с насосами.

Насосный агрегат - совокупность устройств, состоящая обычно из насоса, двигателя и передачи. Насосные агрегаты бывают стационарные, устанавливаемые на фундаменте, в скважине и др. местах, и передвижные, смонтированные на ходовой тележке, шасси и т. п. В зависимости от типа двигателя насосного агрегата различают электронасосные (с электродвигателем), турбонасосные (с турбиной), дизель- и мотонасосные (с двигателем внутреннего сгорания) и др.

В насосных агрегатах немоноблочной конструкции насос и двигатель соединяют муфтой (полужесткой, фрикционной) или через передачу с постоянным или регулируемым отношением скоростей вращения валов. Применяются ременные передачи с простыми или ступенчатыми шкивами, индукционные (электромагнитные) муфты скольжения и др.

Насосная станция - сооружение, состоящее, как правило, из здания и оборудования - насосных агрегатов (рабочих и резервных), трубопроводов и вспомогательных устройств. Здания насосной станции бывают наземные (фундаменты стен и агрегатов не связаны между собой), полузаглубленные (с шахтой, для того чтобы насосы можно было расположить на требуемой высоте над уровнем подаваемой среды) и подземные. Известны также плавучие насосные станции – на барже или понтоне.

На современных насосных станциях используется ручное и автоматизированное управление. Насосные станции входят в системы водоснабжения и канализации, применяются на нефтепроводах, в системах орошения и системах осушения, на судоходных каналах и т. д.

Насосная установка - комплекс устройств, включающий насосный агрегат, имеющий подводящие (всасывающие) и отводящие (нагнетательные трубопроводы, резервуары для жидкости, а также арматуру, контрольно-измерительные приборы для сигнализации и автоматического управления.

Насосные установки бывают постоянные, временные и краткосрочные, в которых часто применяют передвижные насосные агрегаты и гибкие шланги вместо металлических труб.

Подача — это объем жидкости, подаваемой в напорный (выходной) трубопровод в единицу времени.

Напор — это энергия, передаваемая жидкости насосом для ее подъема на высоту, измеряемую в метрах водного столба.

Высота всасывания существует, когда питающий резервуар находится ниже осевой линии насоса. Таким образом, геометрическая высота всасывания является вертикальным расстоянием от осевой линии насоса до свободного уровня жидкости, предназначенной для перекачки.

Подпор возникает, когда питающий резервуар (высота всасывания) находится выше осевой линии насоса. Таким образом, геометрический подпор является вертикальным расстоянием от осевой линии насоса до свободного уровня жидкости, предназначенной для перекачки.

Геометрический или гидростатический напор является вертикальным расстоянием между осевой линией насоса и точкой свободного истечения или поверхностью жидкости в приемном резервуаре.

Полный гидростатический напор является вертикальным расстоянием между свободным уровнем в питающем резервуаре и точкой свободного истечения или поверхностью перекаченной жидкости (в приемном резервуаре).

Потери на трение (hf) - потери на преодоление сопротивления потоку, которое возникает в трубопроводе и патрубках. Сопротивление зависит от размера, состояния и типа трубопровода, количества и типа патрубков, скорости потока и типа жидкости.

Скоростной напор (hv) - это напор, образующийся в результате движения жидкости со скоростью V. Скоростной напор можно вычислить по следующей формуле:

hv = v2 / 2g,

где: g = 9,8 м/с , V = скорость жидкости, м/с

Скоростной напор обычно незначителен, и его можно игнорировать в большинстве высоконапорных систем. Однако он может сыграть серьезную роль в низконапорных системах, и его необходимо учитывать.

Напор давления необходимо учитывать, когда насосная система начинается или заканчивается в резервуаре, имеющем неатмосферное давление. Вакуум в питающем резервуаре или положительное давление в приемном резервуаре необходимо добавить к напору системы, тогда как положительное давление в питающем резервуаре или вакуум в приемном резервуаре необходимо вычесть. Вышеперечисленные виды напоров, а именно гидростатический напор, потери напора при трении, скоростной напор и напор давления вместе образуют напор системы при определенной скорости потока.

Вакуумметрическая высота всасывания (hs) является геометрической высотой всасывания с учетом потерь и скоростного напора. Вакуумметрическая высота всасывания определяется по показаниям прибора на всасывающем фланце. Если допустимая вакуумметрическая высота превышена, то в насосе возникает кавитация.

Гидродинамический напор на выходе (hd) - это геометрический гидростатический напор, плюс скоростной напор на выпускном фланце насоса, плюс общие потери напора на трение в нагнетательном трубопроводе. Общий гидродинамический напор на выходе (определяется при испытании насоса) является показанием измерительного прибора на выпускном фланце.

Полный гидродинамический напор (TDH) - это гидродинамический напор на выходе с учетом вакуумметрической высоты всасывания:

TDH = hd + hs (при подъеме жидкости на высоту всасывания)

TDH = hd - hs (при наличии подпора)

Мощность - работа, совершаемая насосом, является функцией полного напора и веса закачиваемой жидкости за определенное время. В формулах обычно используют объемную подачу насоса и удельный вес жидкости, а не реальный вес перекачиваемой жидкости. Потребляемая мощность (N) является реальной мощностью, подводимой к валу насоса. Подача насоса или полезная гидравлическая мощность (Nn) является мощностью, которую насос передает жидкости.

Основные параметры насосов

Насосы также классифицируют по роду перекачиваемой жидкости (насосы общего назначения для горячих нефтепродуктов, конденсатные, химические и др.). Работу любого насоса характеризуют следующие основные параметры:

•Подача насоса — это объем жидкости, подаваемой в напорный (выходной) трубопровод в единицу времени (м3/с; м3/ч).

•Напор насоса — это энергия, передаваемая жидкости насосом для ее подъема на высоту, измеряемую в метрах водного столба ( м. вод. ст; кгс/см2).

Иногда вместо напора насоса (например, в объемном гидроприводе) удобнее использовать величину, называемую давлением насоса. При этом соотношение единиц измерения следующее:

1м. вод. ст. = 0.1 ат.;

1 ат. = 1 кгс/см2;

1 кгс/см2 = 98066,5Па;

1Па=0,101972мм. водного столба;

100 метров. вод. ст. - грубо 1 МПА.

Пример: ЦНС 300/240, - подача 300 м3/ч; напор 240м (24 кгс/см2)

Применительно к насосу различают два понятия мощности, Вт: полезная — мощность, сообщенная жидкости в насосе, и потребляемая — мощность, подведенная к насосу от двигателя. Потребляемая мощность насоса больше полезной, так как часть ее теряется внутри насоса. Долю полезной мощности по отношению к потребляемой характеризует безразмерная величина, называемая коэффициентом полезного действия (КПД).

Основные узлы и детали центробежных и осевых насосов

К основным узлам и деталям центробежных насосов относятся (рис):

1 -всасывающий патрубок, 2 - выкидной патрубок, 3- направляющий аппарат, 4- вал, 5- подшипники, 6- рабочее колесо, 7-сальниковое уплотнение, 8- корпус.

Детали и узлы центробежного насоса образуют полости для перекачиваемой жидкости (рис):

1-полость всасывания; 2-полость нагнетания;

3-7 фланец; 4-корпус; 5-диффузор; 6-рабочее колесо.