Относительная скорость перемещения частицы по отношению к лопатке.

Лекция Насосы.

Насос-это машина, служащая для перемещения жидкости по трубопроводам, аппаратам, а так же для подъёма жидкости на высоту (самотеком сверху вниз).

Насос это гидравлическая машина, служащая для преобразования механической энергии двигателя в энергию перемещения жидкости.

Характеристики насоса:

1. Производительность

2.Напор-это удельная энергия, сообщаемая насосом единице массы перекачиваемой насосом. Величина определяется через уравнение Бернулли, и складывается из напора, затрачиваемого на создание скоростного напора, преодоление разности давления в приемном и запорном резервуарах, на преодоление сил трений и геометрического напора (высоты подъема жидкости).

3.Полезная мощность(N_п) - это мощность, затрачиваемая насосом на сообщение жидкости энергии давления N_п = H·V·g·𝜌=∆Р·V ;[Вт].

; η- это КПД насоса

Действительная мощность больше теоретической вследствие: механических потерь (трения в сальниках рабочего колеса насоса), объемные потери (утечка жидкости через сальники), гидравлические потери (потери энергии на преодоление гидравлического сопротивления), отводящего и подводящего патрубков.

Схема насосной установки

P₀ – давление в емкости, из которой качают.

Р₂ – давление в приемной емкости.

Н_вс – высота всасывания насоса

Н_нагн – высота нагнетания насоса

Если нижний резервуар находится под атмосферным давлением, то P₀ = P_атм. = 760 мм. рт. ст.. Всасывание осуществляется только тогда, когда Р_вс > P_t (давления насыщенных паров при данной температуре)

Для воды:

Н_вс =10,32 м

Высота всасывания насоса уменьшается с уменьшением барометрического давления. С увеличением давления паров всасывание уменьшается. Высота всасывания уменьшается при увеличении скорости жидкости во всасывающей трубе, увеличивается Н_пот. (на трение на всасываемом участке).Эта зависимость является общей для всех типов насосов.

Классификация насосов.

По способу преобразования механической энергии в энергию движения жидкости различают две группы насосов:

1.Динамические

2.Объемные

В динамических насосах среда перемещается при воздействии сил на незамкнутый объем жидкости, то есть этот объем постоянно сообщается с входом и выходом из насоса.

В объемных насосах жидкость перемещается в результате периодического изменения занимаемого объема камеры, которая попеременно сообщается с входом и выходом из насоса.

К динамическим насосам относятся: центробежные, осевые, вихревые, струйные.

К объемным: поршневые, ротационные, мембранные.

Центробежные насосы. Они наиболее широко распространены в химической технологии. Оноступенчатый центробежный насос:

1-Рабочее колесо

2- Рабочее колесо с загнутыми назад лопатками

3- Вал, на котором вращается рабочее колесо

4-Спиралеобразный корпус

5- Всасывающие патрубки

6-Нагнетающие патрубки

7-Сальники

Принцип работы:

Рабочее колесо с укрепленными на нем лопатками вращается с большой скоростью, при этом из всасывающего трубопровода поступает по оси насоса и попадая на лопатки приобретает вращающее движение. Под действием центробежной силы давление жидкости увеличивается, и она выбрасывается из колеса в неподвижный корпус и далее на нагнетающий патрубок, при этом на всасывающем патрубке создается пониженное давление.

Если на рабочей оси расположено несколько рабочих колес то такой насос называется многоступенчатым.

Основное уравнение центробежных машин.

Частицы жидкости в каналах рабочего колеса совершают сложное движение: они перемещаются вдоль лопаток и одновременно вращаются вместе с колесом, соответственно различают окружную скорость вращения частицы – U, которая зависит от диаметра колеса, числа оборотов двигателя:

U=

Относительная скорость перемещения частицы по отношению к лопатке.

Z₁=Z₂ напор на входе:

= +

На выходе:

Теоретический напор создаваемый насосом будет равняться разнице:

Н_т= Н₂ - Н₁= +

С учётом различия сил:

+ ;

Примем, что жидкость движется через колёса с бесконечно большим числом лопаток, т.е все частицы двигаются по подобным траекториям, тогда:

w₁² =U₁² + С²₁ – 2Н₁С₁ cosa₁

w₂² =U₂² + С²₂ – 2Н₂С₂ cosa₂

Полученное уравнение называется основным уравнением центробежного насоса Эйлера. стараются подавать жидкость на лопатки перпендикулярно под углом 90°C, следовательно cosa₁ = 0, тогда:

Законы пропорциональности :

С изменением числа оборотов колёса, изменяются его производительность и напор. Это изменения описывается законами пропорциональности.

1)

Изменение производительности равно изменению числа оборотов.

2) =( Изменения напора равно изменению числа оборотов.

3) Следствием этого является изменение потребляемой мощности:

= ;