ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ
Схема устройства и принцип действия центробежного насоса.
Основным рабочим элементом центробежного насоса (рис. II.18) является рабочее колесо 1 с изогнутыми лопастями 2, расположенное на валу внутри корпуса 3. Корпус насоса соединен со всасывающим 4 и нагнетательным 5 трубопроводами. Перед пуском насоса корпус его и всасывающий трубопровод заполняют жидкостью. При вращении рабочего колеса жидкость, находящаяся между лопастями, под действием центробежной силы отбрасывается к периферии, выходит в спиральную камеру и далее в нагнетательный трубопровод. В центральной части насоса, перед входом в рабочее колесо, возникает разрежение, и вода под действием атмосферного давления направляется из источника по всасывающему трубопроводу в насос.
Классификация центробежных насосов. Центробежные насосы классифицируют по ряду признаков.
По напору различают насосы низконапорные (до 20 м), сред-ненапорные (от 20 до 60 м) и высоконапорные (более 60 м).
По числу колес насосы делят на одноколесные и многоколесные. Многоколесными, как правило, делают высоконапорные насосы.
По расположению вала насосы бывают горизонтальные и вертикальные.
В зависимости от перекачиваемой жидкости различают насосы водопроводные (водяные), канализационные (фекальные), песковые, грязевые (землесосные) и пр.
По назначению различают насосы общего назначения, шахтные, артезианские (предназначенные для работы в скважинах) и др.
Существует классификация центробежных насосов и по другим признакам.
Высота всасывания и напор, развиваемый насосом. Для нормальной работы центробежных насосов вакуум в их всасывающем патрубке не должен превышать определенной величины, зависящей от их конструкции, частоты вращения колеса и других параметров.
Эту величину называют допустимой вакуумметрической высотой всасывания. Допустимая вакуумметрическая высота всасывания Нвакдоп указывается в каталогах насосов и обычно не превышает 6— 7 м.
При проектировании насосных установок различают геометрическую высоту всасывания НГ.ВС и вакуумметрическую высоту всасывания Нвак. Геометрическая высота, всасывания — это разность отметок центра колеса и уровня воды в источнике. Вакуумметрическая высота всасывания складывается из геометрической высоты всасывания, потерь напора во всасывающем трубопроводе hПОТ.ВС и скоростного напора при входе в насос u2/ (2g).
Вакуумметрическая высота всасывания во избежание кавитации не должна превышать допустимой вакуумметрическои высоты всасывания, т. е.
(II.12)
Рис. II.18. Схема центробежного насоса
Полный напор H, который должен создавать центробежный насос, складывается из следующих величин (рис. П. 19): геометрической высоты всасывания НГ.ВС, геометрической высоты нагнетания НГ.Н, потерь напора во всасывающем трубопроводе (с арматурой) hпот.вс, потерь напора в напорном трубопроводе (с арматурой) /гпот.„. Следовательно:
(П. 13)
Мощность насоса и его КПД. Полезная (эффективная) мощность насоса, кВт, выражается соотношением:
(II.14)
где g — удельный вес жидкости, Н/м3; Q — подача насоса; м3/с; Н — полный (рабочий) напор насоса, м.
Мощность на валу насоса (потребляемая мощность), кВт:
, (II.15)
где h— полный КПД насоса.
Полный КПД учитывает гидравлические, объемные и механические потери.
Рабочие характеристики центробежного насоса. На рис. II.20 приведены рабочие характеристики насоса. Эти характеристики показывают, как изменяются напор, мощность на валу насоса и КПД с изменением расхода.
Точка 1 характеристики Q — h называется оптимальной точкой, т. е. точкой, отвечающей оптимальному режиму работы насоса.
Рис. II.19. Схема насосной установки
/ — приемный клапан; 2 — всасывающий трубопровод: 3 — вакуумметр; 4 — насос; 5 — нанометр; 6 — обратный клапан; 7 — задвижка; 8 — напорный трубопровод
Рис. II.20. Рабочие характеристики центробежного насоса
Характеристика трубопровода. Характеристику трубопровода (или системы трубопроводов) можно представить в виде двучлена
(II.16)
где Нг — геометрическая высота подачи воды, т.е. разность отметок уровнен воды в источнике и в напорном баке (см. рис. II.19);ShПОТ — сумма потерь напора во всасывающем инапорном трубопроводах
Графически характеристика трубопровода представляется в виде параболы с вершиной на оси ординат, расположенной на расстоянии Нг от оси абсцисс. Для определения оптимального режима работы насоса с заданным трубопроводом строят совместные характеристики насоса и трубопровода.
На рис. II.21 показана характеристика насоса Q — Н. Проведя параллельно оси Q прямую CD на расстоянии Нг от нее и прибавив к Нг величины ShnoT, соответствующие тем или иным значениям расхода Q, получим характеристику трубопровода СЕ. Точка 1 пересечения характеристик насоса и трубопровода, называемая рабочей точкой, характеризует подачу Q1 напор Н1 КПД h1 и мощность N1, насоса, работающего на заданный трубопровод. Насос нужно подбирать таким образом, чтобы рабочая точка лежала в области наиболее высоких значений КПД.
Рис. II.21. Совместные характеристики насоса и трубопровода
Параллельная работа центробежных насосов.Рассмотрим параллельную работу двух одинаковых насосов. Характеристики Q—Н таких насосов приведены на рис. II.22. Так как насосы одинаковы, то их характеристики совпадают.Для построения суммарной характеристики при параллельной работе двух одинаковых насосов нужно удвоить абсциссы характеристики одного насоса при одинаковых напорах.
Затем строится характеристика трубопровода СЕ и находится рабочая точка I. При параллельной ра-боте насосов суммарная подача их равна QI+II, a напор HI=HII. Напор HI и подача Q1 каждого насоса определяются соответственно ординатой и абсциссой точки 2. При этом напор каждого насоса численно равен напору, развиваемому обоими насосами, а подача каждого насоса равна половине их суммарной подачи. В случае когда в тот же трубопровод подает воду только один насос, режим его работы определяется точкой 1', соответствующей подаче Q и напору Н. Как
видно, суммарная подача насосов, работающих параллельно в общую сеть, меньше, чем сумма подач этих насосов при раздельной их работе.
КПД двух одинаковых параллельно работающих насосов равен КПД одного насоса и соответствует точке 3. На рис. II.22 он определяется следующим образом: из точки Е проводится прямая, параллельная оси абсцисс, до пересечения с характеристикой Q—Н одного насоса (точка 2). Из этой точки проводится прямая, параллельная оси ординат, до пересечения с кривой Q — h в точке 3. Точка 4 будет характеризовать КПД насоса, работающего отдельно.
Рис. II.22. Характеристики параллельной работы двух одинаковых насосов
Мощность каждого из совместно работающих насосов определяется точкой 5, а мощность насоса, работающего отдельно в сеть, т. е. подающего воду в тот же трубопровод, — точкой 6.
Арматура центробежных насосов. Центробежный насос обычно оборудуют следующей арматурой (см. рис. II.19): приемным клапаном с сеткой для удержания в насосе и всасывающем трубопроводе воды при заливе насоса перед пуском (при перекачке чистой воды сетку не ставят); краном в верхней части корпуса для выпуска воздуха при заливе насоса; обратным клапаном для защиты насоса и всасывающей линии от гидравлического удара, а также для предотвращения обратного движения воды из одного насоса в другой при совместной их работе; задвижкой на напорном трубопроводе для пуска насоса и регулирования расхода; вакуумметром для определения вакуумметрической высоты всасывания; манометром для определения напора, развиваемого насосом.
Дата добавления: 2015-01-24; просмотров: 3650;