вакуумметр; 7 — всасівающий

трубопровод; 8-всасы­вающий клапан; 9 — сетчатый фильтр

сітчатие фільтр 9 і всмоктувача клапан 8. На нагнітальномутрубопроводі встановлені вентиль 5 і зворотний клапан 3, що запобігає надходження рідини назад у резервуар при припиненні роботи насоса ... Насосна установка обладнанавимірювальними приладами: вакуумметром 6, встановленимна вході в насос для вимірювання створюваного розрідження, і манометром 2 на напірному трубопроводі для вимірюваннястворюваного тиску. Установка працює в такий спосіб ...(студентам описати за оповіданням викладача) ...

2.Основніпараметринасосів

Основними параметрами, що характеризують роботу будь-якого насоса, є продуктивність V (м³1с или л /с), звана іноді об'ємної подачею насоса, напір Н (м ст. ж. или Н /м² или Па) і потужність N (кВт).

Продуктивність V визначається об'ємом рідини, що подаєтьсянасосом в одиницю часу. Напір Н характеризує собоюнадлишкову енергію, надану 1 кг рідини, тобто l = gH.

H=

Нг = Нвс + Нн, т.е. вона дорівнює сумі висот всмоктування і нагнітання.Відповідно, втрата напору складається з втрат напору у всмоктуючому і нагнітальному трубопроводах. Тоді, згідно рівняння Бернуллі, необхідний напір насоса визначиться рівністю:

Рис.2. Схеми установки насосів а - всмоктування з нижнього рівня, д- всмоктування з підпором на стороні всмоктування. М -манометр, V-вакуумметр.
запірна чи регулююча арматура (клапан, вентиль, засувка).
- Зворотний клапан.
Отже, в загальному випадку натиск насоса витрачається напідйом рідини на висоту Н_г, подолання опорів у трубопроводах ( h_BC + h_H) і різниці тисків

в напором (верхньому) і нижньому резервуарі. Якщо тиску у верхньому і нижньому
резервуарах рівні, тобто:

Насос може бути також приєднаний нижньому резервуарунижче рівня рідини (див. рис.2б). У цьому випадку висотавсмоктування має від'ємне значення (Н_вс <0),

так як насос працює з підпором на стороні всмоктування. Тоді

У працюючих насосах напір визначають за сумою показаньманометра М і вакуумметра V, складеної з відстанню h повертикалі між манометром і точкою приєднання вакуумметра(див. рис.).

Корисна потужність на валу насоса дорівнює енергії, що повідомляється 1 кг рідини (g * Н), помноженої на масова витрата рідини (V * р), тобто

N_n = , Вт

де р - щільність рідини, кг/м³;

g=9, 81 м/с² - прискорення сили тяжіння.
Споживана насосом потужність:

= , Вт

де h - к.п.д. насоса, який залежить від конструкції і тих. Стани насоса і для середніх умов коливається в наступних межах: длявідцентрових насосів h =0,6 — 0,8, для поршневих насосів h = 0,7 - 0,9.

3. Центробежный насос.

Відцентровим називають лопатевою насос, в якому рідинапереміщається за допомогою робочого колеса від центру допериферії. На рис. 3 показана схема горизонтальноговідцентрового насоса, основними частинами якого є корпус, робоче колесо 6, насаджене на вал 2, що обертається впідшипниках 3.

Робоче колесо виконано у вигляді двох дисків, між якими знаходяться лопатки (лопаті) ... Зазвичай колесо виготовляють у вигляді єдиної виливки з чавуну, вуглецевої або легованої сталі. Корпус насоса виконують також відливанням у вигляді спіральної камери, в кінці якої встановлений дифузор 5. Рідина надходить на робоче колесо насоса в осьовому напрямку по всмоктувальній трубі 1 через всмоктуючий патрубок 4 і направляється в канали, утворені лопатями. При обертанні колеса рідини повідомляється обертальний рух і під дією відцентрових сил вона переміщається в радіальному напрямку і виштовхується в спіральну камеру. При цьому в центральній частині колеса створюється розрідження, необхідне для всмоктування рідини в насос. Зібрана в спіральної камері рідина зі значною швидкістю надходить в дифузор 5. У спіральної камери і дифузорі, внаслідок зменшення швидкості руху рідини і відповідно до рівняння Бернуллі, відбувається перетворення кінетичної енергії рідини в енергію тиску і при підвищеному тиску по напірному трубопроводу рідина подається споживачеві. Для запуску в роботу відцентрового насоса необхідно заповнити рідиною всю всмоктувальну лінію і корпус з робочим колесом. Щоб при цьому рідина не витікала з насоса, в нижній частині на всмоктувальній трубі встановлений зворотний клапан.

Основними параметрами відцентрового насоса є об'ємнаподача V (м/³ /с), напір Н (м.ст. ж або Па), потужність N (Вт або кВт), к.к.д. h ічастота обертання робочого колеса n (об, / хв). Ці параметривзаємопов'язані і зміна одного з них неминуче тягне за собою зміну інших ... У паспорті насоса зазвичай вказують параметринасоса, що відповідають умовам, при яких к.к.д. найбільший.Дійсні умови експлуатації можуть істотно відрізнятися відрекомендованих. Щоб визначити параметри насоса в різнихумовах роботи, при заводських випробуваннях будуютьхарактеристики насосів, що встановлюють в графічній формізв'язку між V и H;V и h;VиN при постійній частоті обертанняробочого колеса n=const (см.рис.4)...

За вказаними характеристиками можна також встановитивисоту всмоктування насоса Н_вс. На кривій H (V) показана робоча частина характеристикинасоса (хвилястою рисою), в межах якої рекомендується його

застосування ... Використання характеристик насоса полегшуєвибір насоса. Наприклад, для визначення подачі, при якійнасос створює необхідний набір Н (припустимо 35м приперекачуванні води), відкладаємо на характеристиці насосазначення цього натиску. З отриманої точки проводятьгоризонтальну лінію до перетину з кривою Н (V) в точці А. Зточки А проводять вертикальну лінію до осі абсцис івизначають шукану подачу насоса V. Як видно з характеристики, при перекачуванні води напір насосадорівнює Н = 35м ст. ж. при об'ємної подачі

V=41 л/с (0,041 м³/с), потужність Навала насоса й подачі N=26 кВт, к.п.д. h =78 %, допустима висота висмоктування Н_вс <6 м ст.ж.

Характеристика насоса, наведена на рис. 4 побудовано для частоти обертання робочого колеса h=24 с^-1 (1440 об/мин.). Для інших частот обертання колеса , параметри насоса можна перерахувати за наступнимиприблизними формулами:

;

Відцентрові насоси найбільш поширені в технологічесніхпроцесах
хімічних виробництв.

4.Регулюванняподачінасоса

Найпростіший спосіб регулювання відцентрового насосаполягає в установці в напірній лінії регулюючої вентиля (абоклапана або засувки), як це показано на рис. 1 та 2. Але такийспосіб регулювання енергетично не вигідний, так як прикриттявентиля рівносильно введенню в напірну лінію додатковогоопору. Однак, з причини того, що відцентрові насосинайчастіше приводяться в дію асинхроннимиелектродвигунами з нерегульованою частотою обертаннявала, а також завдяки простоті здійснення, такий спосіб регулювання набув широкого поширення на невеликихнасосних установках. там він може бути виправданий, незважаючи на зменшення при цьомук. п. д. насоса ...
Більш складним, але і більш економічним в експлуатації є регулювання подачі насоса шляхом зміни частоти обертання робочого колеса ... У цьому випадку не виникають додаткові втрати напору, к. п. д. насоса залишається практично незмінним у широкому діапазоні регулювання. Цей метод регулювання може бути здійснено за наявності при водног оелектродвигуна постійного струму (з реостатом) або електро двигуна з кількома ступенями швидкості або принаявності спеціальними електро - або гідромуфт ...

5.Багатоступінчастівідцентровінасоси

З'єднання двох або декількох насосів в агрегаті дозволяє набагато розширити область застосування відцентровихнасосів. Насоси можуть бути включені в систему паралельно іпослідовно (див. схему).

Схема. Паралельне (а) і послідовне (б) з'єднання насосів всистемі
Паралельне з'єднання насосів застосовують, головнимчином, для збільшення подачі. При цьому напір; Створюванийагрегатом, що складається з насосів з близькимихарактеристиками, залишається практично незмінним, аподача рідини збільшується пропорційно кількості включенихнасосів. Послідовне включення насосів застосовують, колипри незмінній подачі необхідно створити напір, який не можестворити один насос.
Для отримання великих напорів при відносно малій подачівідцентрові насоси виконують багатоступінчатими. У цихнасосах рідина проходить послідовно через кілька коліс,укріплених на одному валу (див. рис. 5) ... За спеціальнимсполучним каналах рідина надходить з напірної порожниниодному щаблі у всмоктувальну порожнину інший і таким чином у кожного ступеня відбувається поступове збільшеннянапору. Напір багатоступінчастих насосів може досягатисотень метрів стовпів рідини.

6.Осьовийнасос

Осьовим називається лопатевою насос, в якому рідинапереміщується через робоче колесо в напрямку його осі.Схема такого насоса показана на рис. 6. Основнимиелементами осьового насоса є робоче колесо 1, укріплене на валу 4. Вал насоса може бути розташований горизонтально чи вертикально. Насос оснащений напрямним апаратом 2,розташованому в циліндричній трубі 3. Направляючий апаратслужить для випрямлення потоку рідини при виході її з робочого колеса. При цьому частина кінетичної енергії рідиниперетворюється в енергію тиску. Робоче колесо має лопаті(від трьох до шести), ці лопаті можуть бути жорстко закріпленіна маточині колеса (жестколопастной насос). Лопаті великихосьових насосів робляться поворотними (поворотнолопастниєнасос), що дозволяє регулювати подачу насоса при постійній частоті обертання вала без зменшення к. п. д.

Осьові насоси характеризуютьсявеликою подачею (до 600м³ /час и более) і
малим напором (до 20м ст. ж.), к. п. д. їх досягає 90%. Такінасоси успішно працюють при перекачуванні забрудненихрідин і використовуються в зрошувальних системах, а також наперекачувальних станціях каналів з примусовим підйомомводи ... Осьові насоси можуть бути одноступінчастими і багатоступінчатими ...

7. Поршневий насос

Поршневим називається об'ємний насос, в якому робочі органи, виконані у вигляді поршнів, здійснюють прямолінійнізворотно - поступальние руху незалежно від характеру рухупровідної ланки.
Поршневі насоси можуть бути односторонньої і двосторонньої дії.

Поршневим насосом односторонньої дії називаютьзворотно - поступальний насос, у якого рідина витісняється із замкнутої камери при русі робочого органу в одну сторону.Такий насос (див. рис. 7) складається з циліндра 4 з поршнем 3 та робочої камери А, що має усмоктувальним 5 і нагнітальний2 клапани. На всмоктуючий трубопровід 6 насоса єприймальний пристрій, що складається з сітчастого фільтра 8 ізворотного клапана 7.

Принцип роботи поршневого насоса односторонньої дії полягає в наступному. При русі поршня вправо в робочій камері А створюється розрідження. Під дією різниці тиску в камері і атмосферного тиску рідини надходить по всмоктуючому трубопроводу 6, піднімає всмоктуючий клапан 5 і заповнює робочу камеру А. При русі поршня вліво в робочій камері А створюється надлишковий тиск, в результаті чого всмоктуючий клапан 5 закривається, а нагнітальний клапан 2 відкривається. При цьому рідина з робочої камери А витісняється в напірний трубопровід 1, за яким і подається споживачу.
Поршневий насос двосторонньої дії - це зворотно - поступальний насос, у якого рідина витісняється з робочої камери при русі робочого органу в обидві сторони.Поршневий насос двосторонньої дії (див. рис. 8) має дві робочі камери А і Б, кожній з яких встановлені усмоктувальні (1 і 7) і нагнітальні (2 і 6) клапани ... При русі поршня 3 вправо в циліндрі 5 при сталій роботі насоса відбувається всмоктування рідини через клапан 1 в робочу камеру 6 в напірний трубопровід 4. Клапани 7 і 2 в цей час закриті. При русі поршня вліво в робочій камері Б відбувається всмоктування рідини через клапан 7, а в камері А відбувається нагнітання рідини через клапан 2. У цей час закриті клапани 1 і 6. Насоси двостороннього дії складніше по пристрою, але

забезпечують більш рівномірну подачу рідини, ніж насоси одностороннього дії ...
Загальним недоліком усіх насосів з возвратнопоступальним рухом робочого органу - поршня є те, що швидкість руху рідини з напірному і всмоктуючому трубопроводах залежить від швидкості руху поршня, яка є величиною переміщеної і в крайніх положеннях поршня дорівнює нулю. Тому потік рідини в трубопроводах періодично зупиняється ... При цьому можуть виникати гідравлічні удари. Крім того, для приведення потоку рідини знову в рух потрібна додаткова витрата енергії ...
Подачу поршневих насосів регулюють шляхом зміни ходу і числа ходів поршня в одиницю часу ... При наявності приводного крівошіпношатунного механізму в першому випадку це досягається перестановкою пальця кривошипа, а в другому випадку зміною частоти обертання кривошипа ...
Порівнюючи відцентрові та поршневі насоси, слід зазначити, що відцентрові насоси при однаковій подачі мають менші габарити і масу, вони простіше в ремонті та експлуатації, забезпечують безперервну і рівномірну подачу рідини, можуть безпосередньо з'єднаються з електродвигуном без проміжного кривошипно - шатунного механізму, вони менш вимогливі до чистоти перекачується рідини. До недоліків відцентрових насосів слід віднести необхідність заливки в них рідини перед пуском, невелику висоту всмоктування, а також зниження к. п. д. при зменшенні подачі і збільшенні напору ...Поршневі насоси вільні від вказаних недоліків, можуть подавати рідину з порівняно великих глибин (до 1 Ом), створювати практично необмежений натиск - все залежить лише від потужності двигуна і міцності деталей насоса ...

9.Завданнядлясамостійногорішення.
Завдання № 1

За допомогою характеристики відцентрового насоса, що маєчастоту обертання робочого колеса n=1440 об/мин (см. рис. 4 на стр. 6) і об'ємну подачу V=0,045 м³ / с, визначити його напір Н, можливу висоту всмоктування Н_вс, к. п. д. і потужність на валу N.

Завдання № 2.

Для відцентрового насоса з параметрами, наведеними в задачі № 1, у разі якщо частота обертання робочого колесазміниться і стане рівною n₁ =760 об/мин. и n₂ =2920 об/мин. визначити розрахунком його основніпараметри V₁; H₁; N₁ u V₂; H₂; N₂.

10. Література.

1. Егорушкин В. Е., Цеплович Б. И. Основы гидравлики и теплотехники. М. «Машиностроение». 1968.

2. Плановський А. Н., Рамм В. М., Каган С. 3. Процессы и аппараты химической технологии. М. «Химия». 1968.

3. Чернов А. В., Бессеребренников Н. К., Силецкий В. С. Основы гидравлики и теплотехники. М. «Энергия». 1975.