Центробежные машины

В зависимости от создаваемого напора условно различают: вентиляторы (напор 1... 3 кПа и реже до 10 кПа); тур6огазодувки (напор 30...40 кПа, реже до 0,3 МПа), турбокомпрессоры (напор до 0,5 МПа, реже до 1,3 МПа).

Вентиляторы по устройству и принципу действия аналогичны центробежным насосам и состоят из кожуха, в котором вращается рабочее колесо с загнутыми лопатками. Под действием центробежной силы газ выбрасывается из межлопаточных каналов в спиральный кожух, а затем в напорный трубопровод.

Поскольку газ имеет незначительную плотность, действующая па него центробежная сила мала и достигаемые значения напора Невелики. Различают вентиляторы низкого (напор до 1 кПа), среднего (напор 1...3 кПа) и высокого давления (напор выше 3 кПа).

Вентиляторы надежны и простыв эксплуатации, могут перекачивать запыленные газы, при изготовлении из специальных материалов используются для транспортирования коррозионноагрессивных газов.

Турбогазодувки (рис. 2.16) состоят из корпуса 1 с вращающимся в нем рабочим колесом 2 с лопатками. Колесо обычно помеща‑

ют внутрь направляющей 4, представляющей собой два кольцевых диска, соединенных между собой наклонными лопатками, причем угол наклона этих лопаток противоположен углу наклона лопаток рабочего колеса. Газ поступает в турбогазодувку через патрубок 3 и выводится из нагнетательного патрубка 5.

В случае наличия на одном валу нескольких рабочих колес турбогазодувки называются многоступенчатыми. Благодаря такой конструкции достигается дополнительное сжатие газа на каждой последующей ступени без изменения скорости вращения рабочих колес и их размеров.

Турбокомпрессоры по конструкции весьма близки к турбогазодувкам, однако по мере увеличения степени сжатия газа уменьшаются ширина и диаметр рабочих колес, которые к тому же часто размещают в нескольких корпусах.

Кроме того, в связи со значительными степенями сжатия, в таких конструкциях предусмотрен отвод теплоты благодаря подаче воды в специальные каналы внутри корпуса, либо в промежуточные холодильники между секциями.

Центробежные газовые машины нашли широкое применение в технике из-за компактности, простоты конструкций и возможности изготовления из различных коррозионно- и износоустойчивых материалов, равномерной подачи газа при низких степенях сжатия и высокой производительности.

Осевые (пропеллерные) вентиляторы аналогичны рассмотренным ранее осевым насосам. По сравнению с центробежными вентиляторами они имеют более высокий КПД, но более низкий напор, что позволяет использовать их для перемещения больших объемов газа по коммуникациям с низким гидравлическим сопротивлением.

Осевые компрессоры включают несколько ступеней, каждая из которых состоит из рабочего вращающегося и неподвижного венца лопастей. Рабочие лопасти установлены на дисках или барабане ротора, неподвижные лопасти жестко закреплены в корпусе ком­прессора. Число ступеней составляет 10...20, поскольку степень сжатия не превышает 4, охлаждение газа не требуется.

В струйных вакуум-насосах (рис. 2.17) для создания разрежения используют энергию рабочей жидкости (или пара) при непосредственном контакте между ними. Рабочая среда подается в вакуум-насос через патру6ок 1, причем на выходе из сужающегося сопла она приобретает большую скорость и, согласно уравнению Бернулли, понижает давление, что способствует подсасыванию газа через патрубок 2 в камеру смешения 3. Затем смесь через горловину 4 поступает в диффузор (расширяющуюся трубу) 5.

Разрежение, создаваемое одноступенчатым пароструйным насосом не превышает 90% абсолютного. Для получения большего разрежения используют многоступенчатые пароструйные насосы с промежуточной конденсацией пара между ними.

Несмотря на низкий КПД (0,15 ... 0,4) струйные вакуум-насосы применяют в различных производственных процессах благодаря отсутствию движущихся частей, простоте устройства, возможности перекачивания агрессивных газов, использованию в качестве смесителя (конденсатора).

Контрольные вопросы

1. Каковы назначение трубопроводов и их устройство?

2. На чем основана классификация гидравлических машин?

3. Какими параметрами характеризуется работа гидравлических машин?

4. Какие типы насосов относятся к динамическим насосам и насосам объемного типа?

5. На чем основана классификации компрессорных машин?