Насосы и вентиляторы

Судовые вспомогательные механизмы

1.1 Технические характеристики судовых насосов: Q и H

Насосами называются гидравлические машины, преобразующие механическую энергию двигателя в механическую энергию перемещаемой жидкости.

На судах применяются насосы различных типов и конструктивных форм. По принципу действия их подразделяют на две группы: динамические и объемные.

В динамических насосах жидкость приобретает энергию преимущественно в кинетической форме. К ним относятся насосы лопастные, вихревые и струйные.

В лопастных насосах передача механической энергии от двигателя жидкости происходит в процессе силового взаимодействия лопастей рабочего органа (колеса) с обтекающим их потоком жидкости. По характеру движения жидкости в колесе, которое называется рабочим, различают два основных типа лопастных насосов – центробежные и осевые.

В центробежных насосах поток жидкости в области рабочего колеса имеет радиальное направление, а в осевых – поток жидкости параллелен оси вращения рабочего колеса.

Вихревые насосы являются динамическими насосами трения. Приращение энергии в них достигается в результате воздействия лопастей (лопаток) колеса на поток, совершающий вихревое движение.

В струйных насосах приращение энергии перекачиваемой жидкости происходит за счет кинетической энергии струи рабочей жидкости, выходящей из сопла. Струйные насосы не имеют движущихся частей, и к ним не подходит определение насоса как машины, преобразующей энергию двигателя в энергию жидкости.

Объемные (гидростатические) насосы действуют по принципу вытеснения. К ним относятся поршневые, роторные и поворотные насосы.

В поршневых насосах жидкость получает энергию от поршня (плунжера), совершающего периодическое возвратно – поступательное движение в цилиндре.

В роторных насосах передача энергии перемещаемой жидкости происходит вследствие воздействия на нее рабочего органа, совершающего вращательное или вращательно-поступательное движение. К насосам с вращательным движением вытеснителей относятся шестеренные и винтовые, а с вращательно-поступательным движением: роторно-поршневые и роторно-пластинчатые.

У поворотных насосов вытеснитель совершает возвратно-поворотное движение. На судах они имеют ограниченное применение в качестве насосов с ручным приводом.

В судовой практике широко используется классификация насосов по их назначению. В соответствии с этим различают насосы:

- судовых систем (осушительные, балластные, санитарные, пожарные и др.);

- систем судовых энергетических установок (топливные, масляные, охлаждающие);

- специального назначения (грузовые танкеров, грунтовые дноуглубительных снарядов и т.д.);

- гидроприводов.

Насос и двигатель, приводящий его в действие, образуют насосный агрегат. Если в качестве двигателя насоса используется электродвигатель, то агрегат называется электронасосным; если двигателем насоса является дизель, то имеем дизельнасосный агрегат; насос, приводимый в действие турбиной, называется турбонасосным агрегатом и т. д.

На судах речного флота в качестве двигателей насосов применяются в основном электродвигатели.

Работа любого насоса характеризуется несколькими основными параметрами: подачей ( ), напором ( ), мощностью ( ), коэффициентом полезного действия ( ) и частотой вращения ( ).

Подача. Различают объемную подачу, под которой понимают отношение объема подаваемой жидкой среды ко времени и массовую подачу насоса ( ) – отношение массы подаваемой жидкой среды ко времени.

В судовой практике объемная подача обычно выражается в кубических метрах в час или секунду. Массовая подача связана с объемной соотношением:

(1.1)

где – плотность жидкости, .

Напор. В гидравлике – это высота, на которую способна подняться жидкость под действием статического давления, разности высот и внешней кинетической энергии жидкости. Он определяется через удельную (отнесенную к единице веса) энергию жидкости, проходящей через насос, и выражается в метрах ( ).

Рисунок 1 – Определение напора насоса

Если удельная энергия жидкости на выходе из насоса (рис. 1):

(1.2)

а энергия жидкости на входе в него:

(1.3)

то напор насоса:

(1.4)

где – давление жидкости на выходе из насоса и на входе в него, ;

– ускорение свободного падения, ;

– расстояние от плоскости сравнения 0 – 0 до выходного и входного сечений потока,

– скорости жидкости на выходе из насоса и на входе в него, .

Напор насоса состоит из статического и динамического напоров:

(1.5)

Статический напор:

(1.6)

Динамический напор:

(1.7)

Для насосов объемного типа в качестве основного параметра обычно указывают не напор , а создаваемое ими полное давление . Между давлением и напором существует зависимость:

(1.7)