ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГИДРОМАШИНАХ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Роль гидравлических машин в целенаправленной деятельности человека, как в прошлом, так и в настоящее время, очень велика. Известно, что люди еще в далеком прошлом применяли различные приспособления и механизмы для нужд водоснабжения, орошения и др., также известно применение различных водяных и ветряных двигателей для преобразования энергии потока воды (воздуха) в энергию двигателя.

В настоящее время, можно сказать, нет отрасли промышленности, в которой не использовались бы гидравлические машины. Гидравлические машины, в частности насосы самых различных конструкций и типоразмеров, широко применяются в нефтяной промышленности при бурении скважин, добыче нефти, сборе, транспорте и подготовке нефти.

Гидравлические машины - это машины, преобразующие механическую энергию двигателя в механическую энергию потока жидкости или, наоборот, механическую энергию потока жидкости в механическую энергиюдвигателя.

Гидравлические машины делятся на насосы и гидродвигатели (гидромоторы).

Насосами следует называть гидравлические машины, в которых механическая энергия преобразуется в энергию перекачиваемой жидкости. Здесь понятие жидкости представляется в широком смысле, т.е. к категории жидкости относятся и сильносжимаемые среды, т.е. газы. В таком представлении о жидкой среде компрессоры также являются насосами, предназначенными для перекачки газов.

Насосы, включая компрессоры, имеют много общего с гидродвигателями, т.к. в них совершается процесс, обратный процессу, происходящему в насосах, т.е. энергия жидкости (газа) преобразуется в механическую энергию двигателя. Этим объясняется то, что конструктивное оформление насосов и гидродвигателей в принципе одинаковое.

Под гидроприводом следует представлять систему, в которой энергия жидкости (газа), перекачиваемой насосами (компрессорами) используется для привода в действие гидродвигателя (пневмодвигателя). Механическая энергия двигателя используется для привода в действие различных механических систем.

Насосы делятся по принципиальному отличию в устройстве и принципу действия на динамические и объемные.

Динамическими называются насосы, в которых увеличение энергии жидкости осуществляется путем воздействия гидродинамических сил, приложенных к жидкости, в незамкнутой рабочей камере, постоянно сообщающейся со входом в рабочую камеру и выходом из нее.

Объемными называют насосы, в которых увеличение энергии жидкости осуществляется за счет периодического вытеснения ее из замкнутой рабочей камеры при помощи вытеснителей.

К динамическим относятся лопастные, вихревые и струйные насосы, а к объемным насосам относятся поршневые, роторные и диафрагменные.

Гидродвигатели также делятся на динамические и объемные.

К динамическим гидродвигателям относятся турбины, которые делятся на радиальные, радиально-осевые, осевые и тангенциальные.

К объемным гидродвигателям следует отнести все типы объемных насосов, т.к. они в принципе могут быть использованы в качестве гидродвигателей с определенными конструктивными особенностями, необходимыми для гидравлически наиболее целесообразного осуществления обратного процесса - преобразования энергии потока жидкости в энергию двигателя.

ЛОПАСТНЫЕ НАСОСЫ

Общие сведения

Лопастные насосы относятся к динамическим.

Увеличение энергии рабочей среды в них осуществляется путем воздействия гидродинамических сил в незамкнутой (постоянно сообщающейся со входом и выходом) рабочей камере. Динамические насосы делятся на лопастные, насосы турбулентного трения и струйные.

Лопастные насосы имеют рабочее колесо (ротор), снабженное лопатками, которые взаимодействуют с обтекающей их жидкостью в процессе вращательного движения.

Насосы турбулентного трения - это насосы, в которых увеличение энергии жидкости осуществляется силами турбулентного трения. Принцип действия их заключается в следующем: жидкость, попадая в рабочую камеру насоса, увлекается в круговое движение посредством своеобразного «трения», создаваемого интенсивным перемешиванием жидкости между межлопаточными ячейками рабочего колеса, под действием центробежных сил по периферии колеса возникает циркуляционное вихревое течение, которое и определило название насоса.

В струйных насосах увеличение перекачиваемого потока жидкости происходит за счет энергии струй рабочей жидкости.