|
N = Nп / ηн = ρgQН/ηн
Величина механических потерь (потери на трение в подшипниках, в уплотнениях, трение поверхности рабочих колес о жидкость) оценивается механическим КПД ηмех, который равен отношению оставшейся после преодоления механических сопротивлений гидравлической мощности к мощности, потребляемой насосом.
Объемные потери (потери энергии жидкости из-за разницы давлений на входе и выходе рабочего колеса, потери производительности при утечке жидкости через зазора насоса) оценивают объемным КПД ηv, равным отношению действительной производительности насоса Q к теоретической Qт.
Гидравлические потери (потери на преодоление гидравлического сопротивления подвода, рабочего колеса и отвода, потери напора) оцениваются гидравлическим КПД ηГ, который равен отношению действительного напора насоса к теоретическому.
Тогда КПД насоса равен:
ηн = ηмех ηv ηГ
Коэффициент полезного действия насоса характеризует совершенство конструкции и экономичность эксплуатации насоса и отражает относительные потери мощности в самом насосе.
Для центробежных насосов КПД насоса ηн – 0,6-0,7, для поршневых насосов – 0,8-0,9, для наиболее совершенных центробежных насосов большой производительности - 0,93 – 0,95.
3. Устройство и работа центробежных насосов
насос поступательный роторный центробежный
Основным рабочим органом центробежного насоса является свободно вращающееся внутри корпуса колесо 1, насаженное на вал 2. Рабочее колесо на вал насаживается с помощью шпонки. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего 3 и заднего 4), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти 5, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса.
Внутренние поверхности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачиваемой жидкостью.
Ротор - вал с насаженными на него вращающимися деталями - вращается в подшипниках 6. Между вращающимися и неподвижными деталями могут быть установлены сальники - уплотнения 7 для снижения утечек из насоса и уплотнения 8 для уменьшения циркуляции внутри насоса. При вращении колеса на каждую часть жидкости (массой m), находящейся в межлопастном канале на расстоянии r от оси вала и движущуюся со скоростью v, будет действовать центробежная сила:
Под действием этой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разряжение, а в периферийной его части - повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод от него. Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему трубопроводу (подводу 9). Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разряжение). Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера (в форме улитки), куда поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод 10) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок 11, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.
Схема центробежного насоса.
Центробежный насос должен быть оборудован следующей арматурой и приборами:
- приемным обратным клапаном с сеткой, предназначенным для удержания в корпусе и всасывающем патрубке насоса воды при его заливе перед пуском;
- сетка служит для задержания крупных взвесей, плавающих в воде;
- задвижкой на всасывающем патрубке, которая устанавливается около насоса;
- вакуумметром, для измерения разрежения на всасывающей стороне. Вакуумметр устанавливается на трубопроводе между задвижкой и корпусом насоса;
- краном для выпуска воздуха при заливе (устанавливается в верхней части корпуса);
- обратным клапаном на напорном трубопроводе, предотвращающем движение воды через насос в обратном направлении при параллельной работе другого насоса;
- задвижкой на напорном трубопроводе, предназначенной для пуска в работу, остановки и регулирования производительности и напора насоса;
- манометром на напорном патрубке для измерения напора, развиваемого насосом;
- предохранительным клапаном (на рисунке не указан) на напорном патрубке за задвижкой для защиты насоса, напорного патрубка и трубопровода от гидравлических ударов;
- устройством для залива насоса.
В связи с тем, что насосные установки часто включаются в основной комплекс оборудования для регулирования режимов работы различного назначения, они могут быть оборудованы разнообразными приборами автоматики.
Центробежные насосы и область их применения
С уверенностью можно сказать, что центробежные насосы являются самыми популярными на сегодняшний день. Они используются во всех отраслях промышленности, в пищевой отрасли, сельском хозяйстве, в системах водоснабжения и канализации и т.д. Широкая область применения обусловлена несложной конструкцией и простым принципом действия. Использование для изготовления насосов безвредных материалов делает возможным их работу во всех сферах.
Преимущества и недостатки центробежных насосов
Производительность этих насосов очень велика, если сравнивать их с поршневыми. Об этом говорит к.п.д. – 0,95 для крупного центробежного насоса. В тоже время к.п.д. поршневого насоса составляет всего 0,9. Центробежный насос можно установить где угодно, даже на легком фундаменте. Такие насосы обеспечивают равномерную подачу. Их можно использовать с электродвигателем. Работа центробежного насоса отличается быстроходностью. Это оборудование может быть изготовлено из керамики, ферросилида и других материалов, которые трудно поддаются обработке. Это можно объяснить простотой насосов. Очень ценное свойство состоит в том, что можно перекачивать даже жидкости с твердыми взвешенными частицами. Устройство центробежного насоса таково, что между лопатками имеется достаточно большое расстояние, а клапаны отсутствуют.
К недостаткам можно отнести довольно низкий к.п.д. центробежных насосов небольшой мощности. Этот показатель примерно на 10-15% ниже, чем у поршневого насоса аналогичной производительности. Низкий напор тоже является минусом центробежного насоса. К.п.д. резко снижается вместе со снижением производительности. Они чувствительны к увеличению сопротивления в сети.
Do'stlaringiz bilan baham: |
