об'ємні (насоси витискання), до яких належать поршневі і роторні (гвинтові, шестеренчасті, шиберні та ін.) насоси;

струминні (ежектори), в яких для подачі рідини використовується енергія другого потоку рідини.

Водопідіймачі бувають повітряні (ерліфти і пневматичні насоси заміщення), в яких для піднімання води використовується стиснуте повітря; гідроударні (гідравлічні тарани), в яких вода нагнітається тиском, що виникає при гідравлічному ударі; стрічкові і шнурові, дія яких ґрунтується на змочуванні водою стрічки (шнура), що безперервно рухається; інерційні (вібраційні).

Відцентрові насоси. У сільськогосподарському водопостачанні великого поширення набули відцентрові насоси. Вони прості за конструкцією, надійні і зручні в експлуатації.

Рис. 6. Відцентровий насос:

а – загальний вигляд насоса з електродвигуном; б – схема насоса;

1 – нагнітальний трубопровід; 2 – робоче колесо; 3 – корпус;

4 –всмоктувальний трубопровід; 5 – вал.

При обертанні робочого колеса 2 (рис. 6) вода, захоплена лопатками, починає обертатись разом з колесом і під дією відцентрової сили спрямовується від центра колеса до його периферії, набуваючи при цьому кінетичної енергії, яка йде на утворення напору. Виходячи з колеса, вода надходить у спіральний канал корпуса 3 насоса, а з нього – в нагнітальний трубопровід 1. При звільненні каналів колеса від води в його середній частині і всмоктувальному трубопроводі 4 утворюється розрідження. Під дією атмосферного тиску нові порції води з джерела надходять через всмоктувальну трубу в насос. Таким чином при обертанні робочого колеса утворюється безперервний потік рідини з джерела до насоса і через нього до споживача.

Робота насоса характеризується такими параметрами: подачею, повним напором, споживаною потужністю, повним к. к. д. і частотою обертання робочого колеса.

Подача Q насоса – це кількість рідини, що подається насосом за одиницю часу. Її вимірюють у кубічних метрах за секунду або в літрах за секунду.

Повний напір Н, який розвиває насос, визначається за формулою

д е h_вс – геометрична (геодезична) висота всмоктування, тобто відстань по вертикалі між рівнем води в джерелі і віссю насоса;

h_н – геометрична (геодезична) висота нагнітання, тобто відстань по вертикалі від центра насоса до рівня води в напірному резервуарі;

h_ωвс – втрати напору у всмоктувальному трубопроводі;

h

Рис. 7. Робоча характеристика відцентрового насоса 3К-6

_ωн – втрати напору в нагнітальному трубопро­воді. Потужність N (кВт) на валу насоса визначається за формулою

де Q — подача насоса, м³/с;

Н — повний напір насоса, м;

ρ— густина подаваної рідини, кг/м³;

η— повний к. к. д. насоса.

Повний к. к. д. насоса η дорівнює добутку об'ємного η₀, гідравлічного η_Г і механічного η_м к. к. д., тобто . Він визначається також відношенням корисної потужності N_k насоса до споживаної потужності N, тобто

---

.

Величина повного к. к. д. відцентрових насосів лежить у межах 0,60. . .0,92 і подається в паспорті насоса.

Параметри, які характеризують роботу насоса, взаємозалежні: із зміною одного з параметрів змінюються інші. При збільшенні напору подача насоса зменшується, а при зменшенні – збільшується. Залежно від подачі змінюються споживана потужність насоса і коефіцієнт корисної дії. Графічне зображення залежності напору, потужності і к. к. д. від подачі при постійній частоті обертання називається робочою характеристикою насоса. Її визначають в результаті випробування насоса безпосередньо на заводі-виготовлювачі і наводять у паспорті насоса.

На рис. 7 показана робоча характеристика насоса ЗК-6. Оптимальний режим роботи насоса відповідає найбільшому значенню к. к. д. З характеристики насоса ЗК-6 видно, що при максимальному значенні к. к. д., який дорівнює 68%, Q = 17 м/с, H = 50 м, N = 13 кВт і допустима вакуумметрична висота всмоктування . При відхиленні подачі насоса від оптимального значення к. к. д. зменшуватиметься. Рекомендується такий режим роботи насоса, при якому к.к.д. зменшується не більш як на 10% від максимального значення. На кривій Н рекомендовані межі зміни подачі насоса позначені двома вертикальними лініями. Проміжок між ними і є робочою частиною характеристики.

Залежно від частоти обертання робочого колеса змінюються подача, напір і потужність насоса. Значення подачі Q₁, напору Н₁ потужності N₁ при іншій частоті обертання п₁ знаходять за формулами

Ці формули справедливі, якщо частота обертання змінюється не більш як на 20%. Простіше подача визначається за універсальною характеристикою насоса. Сукупність робочих характеристик, побудованих для кількох значень частоти обертання того самого насоса, називається універсальною характеристикою.

За універсальною характеристикою можна визначити: потрібну частоту обертання для знаходження заданих значень Q i H; напір, який може утворити насос при певних значеннях n i Q; подачу насоса при заданих H i n.

За характеристикою насоса визначають його придатність для роботи в тій чи іншій мережі. Насос підбирають так, щоб режим його роботи був оптимальним, з високим к.к.д. При експлуатації насоса не можна допускати, щоб висота всмоктування була більша за допустиму (коли тиск у насосі стає менший від тиску насичення пар в рідини), оскільки при цьому виникає кавітація, що супроводжується закипанням рідини і виділенням з неї пари і газу. Кавітація негативно позначається на роботі насоса: знижує подачу і к. к. д., а також веде до швидкого спрацювання лопаток робочого колеса. Щоб запобігти кавітації, насос встановлюють над рівнем перекачуваної рідини на висоті не більш як 4 м.

Відцентрові насоси за розміщенням вала поділяють на горизонтальні й вертикальні, за числом робочих коліс – одноступінчасті і багатоступінчасті, за способом підведення води до робочого колеса – з одностороннім і двостороннім підведенням, за величиною утворюваного напору – малонапірні (до 20 кПа), середньонапірні (до 60 кПа), високонапірні (понад 600 кПа).

---

Відцентрові насоси за величиною коефіцієнта швидкохідності n_s поділяють на тихохідні, нормальні і швидкохідні. Коефіцієнтом швидкохідності називається частота обертання робочого колеса, геометрично подібного до модельного колеса, при якій воно, розвиваючи потужність 0,736 кВт, утворює напір 10 кПа. Коефіцієнт швидкохідності одноступінчастого насоса визначається за формулою

,

де Q – подача насоса, м³/с;

Н – напір, Па;

n – частота обертання, хв-¹.

У відцентрових тихохідних насосах n_s = 40. . .80, у нормальних; n_s = 80.. .150 і в швидкохідних n_s = 150.. .350.

Конструкції відцентрових насосів. Насоси консольного типу К і KM, в яких робоче колесо насаджене на кінець вала, виготовляють одноступінчастими з одностороннім всмоктуванням. Такі насоси випускають з різною подачею – від 0,45 до 360 м³/год при напорах від 88 до 980 кПа. Корпус насоса збірний, з вертикальним розніманням, що дає змогу повертати нагнітальний патрубок насоса разом з корпусом на 90, 180 і 270°.

Букви і цифри, з яких складається марка насосів консольного типу означають: перша цифра - діаметр вхідного патрубка (мм) зменшений у 25 разів; К - консольний; М - моноблоковий; остання цифра - коефіцієнт швидкохідності насоса, зменшений у 10 разів. Наприклад, марка насоса ЗКМ-6 розшифровується: консольний моноблоковий насос з діаметром вхідного патрубка 75 мм (3X25), коефіцієнт швидкохідності робочого колеса 60 (6Х10).

Секційні (багатоступінчасті) насоси типу МС складаються з кількох секцій (ступенів). У кожну секцію входять робоче колесо, спрямовуючий апарат і відповідна частина корпуса. Робочі колеса змонтовані на спільному валу. Секції стягуються між собою болтами. При роботі насоса рідина крізь вхідний (всмоктувальний) патрубок надходить до центра першого колеса. Потім відцентровою силою вона відкидається від центра колеса до периферії, звідки надходить до центра другого колеса і т. д. до нагнітального патрубка. Утворюваний багатоступінчастим насосом напір приблизно дорівнює сумі напорів, які розвиває кожна секція окремо.

Змінюючи кількість секцій, можна регулювати напір, утворюваний насосом. Секційні насоси типу МС застосовують у випадках, коли потрібний великий напір (понад 50 м).

Заглибні відцентрові насоси типу ЭЦВ і АП (рис. 8) випускають багатоступінчастими вертикального виконання і застосовують для піднімання води з трубчастих колодязів. Привод насоса здійснюється від електродвигуна, з'єднаного безпосередньо з насосом. Конструкція електродвигуна передбачає експлуатацію його під водою. Насос з електродвигуном становлять єдиний агрегат, за допомогою фланця підвішуються до напірного трубопроводу і занурюються під динамічний рівень води в колодязі не менш як на 1.. .1,5 м. На рис. 8 показано схему установки насоса в трубчастому колодязі. Насоси типу ЭЦВ випускають з подачею від 1,6 до 670 м³/год при напорах від 150 до 6400 кПа і потужністю від 0,5 до 50 кВт.

---

Марка насоса типу ЭЦВ, наприклад 6ЭЦВ-4-1,6-65, розшифровується так: 6— мінімальний діаметр свердловини (мм), зменшений у 25 разів (6X25 = 150 мм); Э - електрозаглибний; Ц — відцентровий; В — високо напірний; 4 — число ступенів; 1,6 —подача (м³/год), 65 — напір (м). Марка насоса типу АП, наприклад 8АП-9-6, означає: 8 - мінімальний діаметр свердловини в мм зменшений у 25 разів (8X25=200 мм); А – артезіанський; П – заглибний; 9 – коефіцієнт швидкохідності, змен­шений у 10 разів; 6 — число ступенів.

Рис. 8. Заглибний насос типу ЭЦВ: 1 – з`єднувальна муфта; 2 – маточина основи; 3 – вал; 4 – диск; 5 – обойма; 6 – напрямний апарат; 7 – робоче колесо; 8 – маточина верхнього підшипника; 9 – клапан; 10 – стяжка; 11 – головка.

Рис. 9. Схема установки заглибного відцентрового насоса в трубчастому колодязі: 1 – опорний хомут; 2 – напірний трубопровід; 3 – насос; 4 – приймальні вікна з сіткою; 5 – електродвигун; 6 – фільтр.

Плаваючі відцентрові насоси типу ПН-10 застосовують для забору води з відкритих джерел і шахтових колодязів. Це триступінчасті відцентрові насоси з вертикальним розміщенням вала. Привод здійснюється електродвигуном потужністю 1 кВт.

Насос 2 (рис. 10) з електродвигуном 1 змонтований на циліндричному понтоні 3, що дає змогу насосному агрегату знаходи­тись на воді у плаваючому стані. Понтон 3 виконаний з листової сталі товщиною 1 мм. Насос 2 розміщений у середній частині понтона всмоктувальним боком униз. На всмоктувальному боці встановлена кришка з сітчастим фільтром, крізь який надходить вода при роботі насоса. До нагнітальних патрубків насоса приєднуються напірні шланги 4, які дають змогу понтону опускатись або підніматись одночасно з рівнем води в джерелі. Подача насоса 3,5... 6.5 м³/год при напорі 200... 280 кПа.

Рис. 10. Плаваючий насос ПН-10: 1 – електродвигун; 2 – відцентровий насос; 3 – понтон; 4 – напірні шланги.

Вихрові насоси. Вихрові насоси належать до групи лопатевих. На рис. 11 показаний такий насос типу ВС (вихровий самовсмоктувальний). При швидкому обертанні робочого колеса 3 частинки рідини захоплюються лопатями і переміщуються від всмоктувального 5 до нагнітального 6 патрубка. Під дією відцентрових сил частинки рідини викидаються з лопатей у канал 7. Одночасно частинки, що швидко рухаються, тягнуть за собою ті, які повільно рухаються тобто відбувається інтенсивне утворення і руйнування вихорів. Відцентровий ефект спільно з вихровим утворюють напір насоса.У каналі в міру наближення рідини до нагнітального патрубка її напір зростає внаслідок багаторазової дії лопаток на воду. Вихрові насоси при однакових габаритних розмірах і швидкісних режимах порівняно з відцентровими насосами утворюють напір, у 3…5 разів більший. Ці насоси на відміну від відцентрових є само всмоктувальними і не потребують заливання водою перед повторним пуском. Досить залити воду в корпус насоса тільки при першому пускові. Внаслідок вертикального розміщення всмоктувального патрубка вода з корпуса при працюючому насосі не витікає. На початку роботи насоса повітря з всмоктувальної труби видаляється самим насосом, в результаті чого в трубі утворюється розрідження і вода під дією атмосферного тиску надходить у корпус насоса. Недоліки вихрових насосів – невисокий к.к.д. (до 35%) і швидке спрацювання їх деталей при наявності у воді піску.

---

Рис. 11. Вихровий насос: 1 – фланець; 2 – корпус; 3 – робоче колесо; 4 – вал; 5 – всмоктувальний патрубок; 6 – нагнітальний патрубок; 7 – канал.

Більш досконалі комбіновані відцентрово-вихрові насоси. Вони складаються з двох робочих коліс, одне з яких таке ж, як і у відцентрового насоса, друге – вихрове. Колеса з`єднають послідовно в одному корпусі. Відцентрово-вихрові насоси – само всмоктувальні, коефіцієнт корисної дії їх вищий, ніж вихрових насосів. Відцентрово-вихрові насоси широко застосовують на автоматизованих насосних станціях для підйому води з відкритих джерел і шахтових колодязів.

Водоструминні установки. Водоструминні установки використовують для забору води з трубчастих і шахтових колодязів. Схема водоструминної установки наведена на рис. 12. Відцентровий насос 5 подає частину води (робочу воду) по напірній трубі 3 до сопла 9 водоструминного насоса 2. З нього з великою швидкістю робоча вода потрапляє в змішувальну камеру 8, де створюється розрідження і вода з джерела відсмоктується і переміщується з р

Рис. 12. Схема водоструминної установки (а) і водоструминного насоса (б):

1 – всмоктувальна труба; 2 – водоструминний насос; 3 – напірна руба; 4 – водопідйомна труба; 5 – відцентровий насос; 6 – бак; 7 – дифузор; 8 – змішувальна камера; 9 – сопло; 10 – всмоктуючий патрубок насоса.

обочою водою. Далі змішаний потік проходить через дифузор 7, де тиск води збільшується (за рахунок зменшення швидкості потоку) до величини, потрібної для піднімання води по трубі 4 на рівень, з якого відцентровий насос може всмоктувати воду.

Спільна робота водоструминного і відцентрового насосів дає змогу піднімати воду з глибоких колодязів при розміщені відцентрового насоса на поверхні землі. Кінець всмоктувальної труби встановлюють нижче від динамічного рівня води в колодязі. Подача відцентрового насоса повинна забезпечувати подавання води споживачеві і живлення водоструминного насоса. Водоструминні насоси прості за побудовою і надійні в експлуатації. Проте коефіцієнт корисної дії установок не перевищує 30…32%.

С трічкові і шнурові водопідіймачі

Стрічкові і шнурові водопідіймачі застосовують в основному для пасовищного водопостачання. Вони прості за конструкцією і надійні в експлуатації. Привод водопідіймачів здійснюється електродвигуном, двигуном внутрішнього згоряння або вітродвигуном.

С

Рис. 13. Схема стрічкового водопідйомника:

1 – рама; 2 – кришка;

3 – ведучий шків; 4 – пас;

5 – двигун; 6 – стрічка;

7 – натяжний шків;

8 – вантаж.

трічковий водопідіймач (рис. 13.) складається з нескінченної стрічки 6, надітої на ведучий 3 і натяжний 7 шківи. Піднімання води здійснюється рухомою стрічкою, яка є основ­ним робочим органом водоприймача. При виході з води висхід­ної вітки стрічки на її поверхні завдяки силам зчеплення утри­мується тонкий шар води, яка транспортується стрічкою вгору. Біля ведучого шківа вода під дією сил інерції відділяється від стрічки і потрапляє в водоприймальний корпус, а звідти по трубі надходить у збірний резервуар або в групові напувалки.

---

Смотрите также файлы

• ЗВІТ.doc

• Палий.doc

• П.з. 5.3. ОПГ.doc

• П.з. 4.2. ОПГ.doc

• П.з. 3.1. ОПГ.doc