Файл: Назначение и принцип действтия насосов.docx

Тип насоса	Напор, м	Подача, м³/с	КПД
Одноступенчатые	До 120	До 30	0,85 – 0,90
Многоступенчатые	До 2000	0,08 – 0,1	0,4 – 0,45

Осевые насоы

Схема осевого насоса представлена на рисунке:

Рис. Осевой насос: 1 – рабочее колесо; 2 – камера рабочего колеса; 3 – выправляющий аппарат; 4 – отвод (трубчатое колено)

Рабочее колесо осевого насоса состоит из втулки, на которой укреплено несколько лопастей, представляющих собой удобообтекаемое изогнутое крыло.

Рабочее колесо насоса вращается в трубчатой камере, заполненной перекачиваемой жидкостью. При динамическом воздействии лопасти на жидкость за счет изменения скорости течения, давление над лопастью повышается, а под ней понижается. Благодаря образующейся при этом подъемной силе основная масса жидкости в пределах колеса движется в осевом направлении, что и определило название насоса.

Для устранения вращательного движения жидкости (после прохождения рабочей камеры) служит выправляющий аппарат, через который она проходит перед выходом в коленчатый отвод, соединяемый с напорным трубопроводом.

Осевые насосы выпускаются двух модификаций:

с жестко закрепленными на втулке лопастями рабочего колеса;
с поворотными лопастями рабочего колеса.

Изменение в определенных пределах угла установки лопастей рабочего колеса позволяет поддерживать высокое значение КПД насоса в широком диапазоне изменения его рабочих параметров.

По компоновке осевые насосы выпускают следующих конструкций:

с вертикальным валом;
с горизонтальным валом;
с наклонным валом.

В качестве привода осевых насосов используются, как правило, электродвигатели синхронного и асинхронного типа, непосредственно соединяемые с насосом муфтой.

Основные характеристики осевых насосов:

Тип насоса	Напор, м	Подача, м³/с	КПД
Осевой	2,5 – 27,0	0,5 – 45,0	более 0,90

Диагональные насосы

Схема диагонального насоса представлена на рисунке:

Рис. Диагональный насос: а) – с рабочим колесом закрытого типа; б) – с рабочим колесом открытого типа; 1 – всасывающий патрубок; 2 – рабочее колесо; 3 – корпус насоса; 4 – выправляющий аппарат; 5 – радиальный подшипник; 6 – отвод

Поток жидкости, проходящий через рабочее колесо диагонального насоса, направлен не радиально, как у центробежных насосов, и не параллельно оси, как у осевых насосов, а наклонно, как бы по диагонали прямоугольника, составленного радиальным и осевым направлениями.

При создании напора данных насосов используется совместное действие подъемной и центробежной сил.

Рабочие колеса диагональных насосов могут быть:

закрытого типа;
открытого типа.

В первом случае конструкция колеса приближается к конструкции колеса центробежного насоса, а во втором – осевого.

Жидкость может отводиться от рабочего колеса диагонального насоса:

с помощью спиральной камеры (как у центробежных насосов);
с помощью трубчатого колена (как у осевых насосов).

По своим рабочим параметрам (подача, расход) диагональные насосы занимают промежуточное положение между центробежными и осевыми насосами.

СХЕМЫ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ НАСОСОВ ТРЕНИЯ

Насосы трения включают в себя весьма разнообразные как по принципу преобразования энергии, так и по виду рабочих органов механизмы и устройства.

Насосы трения делятся на:

вихревые насосы;
струйные насосы;
воздушные подъемники;
шнековые насосы.

Вихревые насосы

Схема вихревого насоса показана на рисунке:

Рис. Вихревой насос: 1 – рабочее колесо; 2 – корпус насоса; 3 – кольцевая полость; 4 – напорный патрубок; 5 – всасывающий патрубок; 6 – уплотняющий выступ

Рабочее колесо вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными на периферии колеса.

При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под действием центробежной силы закручивается.

В вихревом насосе один и тот же объем жидкости, движущийся по винтовой траектории, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, следовательно, и напора.

Благодаря этому напор вихревых насосов в 2 – 4 раза больше, чем у центробежных насосов, при одном и том же диаметре рабочего колеса и угловой скорости.

Достоинства вихревых насосов:

имеют значительно меньшие размеры и массу по отношению к центробежным насосам при одинаковом развиваемом напоре;
обладают самовсасывающей способностью.

Недостатки вихревых насосов:

- сравнительно невысокий КПД;

быстрый износ деталей при работе с жидкостями, содержащими взвешенные твердые частицы.

Основные характеристики вихревых насосов:

Тип насоса	Напор, м	Подача, м³/ч	КПД
Вихревой	15,0 – 90,0	1,0 – 40,0	0,25 – 0,50

Струйные насосы

Действие струйных насосов основано на принципе передачи кинетической энергии от одного потока к другому, обладающему меньшей кинетической энергией.

Создание напора у насосов этого типа происходит путем непосредственного смешения обоих потоков, без каких-либо промежуточных механизмов.

В зависимости от назначения насоса рабочая и перекачиваемая среды (жидкость, пар, газ) могут быть одинаковыми или разными.

Схема струйного насоса, для которого рабочая и перекачиваемая жидкость является водой (водоструйный насос), представлена на рисунке:

Рис. Водоструйный насос: 1 – всасывающий трубопровод; 2 – подающая напорная труба; 3 – сопло; 4 – подводящая камера; 5 – камера смешения; 6 – диффузор; 7 – напорный трубопровод

Рис. Водоструйный насос: 1 – подвод рабочей жидкости; 2 – насадок; 3 – цилиндрическая часть насадка; 4 – камера смешения; 5 – диффузор

Рабочий процесс водоструйного насоса:

Вода под большим давлением по трубе, заканчивающейся соплом, подается в подводящую камеру. Вытекая из сопла с большой скоростью в виде струи, она увлекает за собой воду, заполняющую камеру смешения, давление в которой становится меньше атмосферного. Из камеры смешения общий поток направляется в диффузор, где за счет уменьшения скорости течения создается давление, необходимое для движения жидкости по напорному трубопроводу. Постоянное заполнение подводящей камеры перекачиваемой водой происходит из приемного резервуара по всасывающему трубопроводу (за счет разности давлений).

Напор, развиваемый водоструйным насосом, представляет собой разность удельных энергий во входном сечении (сечение сопла) и выходном сечении (сечение в конце диффузора).

Напор струйного насоса зависит от:

от гидравлических потерь в насосе (подводящей камере, камере смешения, диффузоре);
- скоростного напора рабочей жидкости в сечении сопла;
- относительной подачи насоса;
- отношения площади поперечного сечения камеры смешения к площади сечения струи.

С увеличением подачи напор, развиваемый насосом, уменьшается.

Увеличение величины s также вызывает уменьшения напора.

Относительная подача насоса равна: