ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.06.2019
Просмотров: 11542
Скачиваний: 241
1.16. Определить допустимую геометрическую высоту расположения
центробежного насоса (рисунок к зад. 1.13, 1.14, 1.15, 1.16) Н
s
над уровнем
воды при n об/мин. Температура перекачиваемой воды t, расход Q. Диа-
метр всасывающей трубы d, а ее длина l. Коэффициент кавитации в фор-
муле С. С. Руднева принять равным С. Давление насыщенного водяного
пара р
н.п
, коэффициенты местных потерь напора в обратном клапане с сет-
кой ζ
кл
= 5,65, в колене ζ
пов
= 0,29. Абсолютная шероховатость всасываю-
щего трубопровода Δ = 1,35 мм.
Варианты задачи приведены в таблице к зад. 1.16.
Таблица к зад. 1.16
Номер варианта
Величины
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Q, л/мин 600
500
400
300
200
150
120
100
60
60
d, мм
60
80
60
60
50
40
30
30
25
25
l, м
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
С
800
850
900
950
1000 1050 1100 1150 1200
1200
n,
об/мин
2000 2000 1800 1700 1600 1550 1250 1200 1100
990
t, °C
20
20
25
30
35
40
50
60
70
80
р
н.п
, кПа
2,4
2,4
3,3
4,4
5,4
7,3
12,9
20,4
32,6
48,9
1.17. Определить допустимое наибольшее расстояние l от колодца до
центробежного насоса, перекачивающего воду с температурой t, если вы-
сота всасывания H
вс
, погружение заливочного клапана под уровень воды
в колодце a, диаметр всасывающей трубы d (абсолютная шероховатость
Δ = 1,35 мм). Насос при n об/мин обеспечивает подачу Q (рисунок к зад.
1.17). Коэффициент кавитации в формуле С. С. Руднева принять равным С.
Коэффициенты местных потерь в обратном клапане с сеткой ζ
кл
= 5,65, в
колене ζ
пов
= 0,29. Варианты задачи приведены в таблице к зад. 1.17.
26
Таблица к зад. 1.17
Номер варианта
Величины
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Q, л/мин 1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
d, мм
130
120
100
90
74
60
50
45
40
35
n,
об/мин
900
1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1400 1450
H
вс
, м
1,0
1,1
0,9
0,8
1,2
1,3
0,7
1,7
0,6
1,5
а, м
0,5
0,55
0,6
0,65
0,7
0,75
0,8
0,8
0,95 0,85
С
1200 1150 1100 1050 1000
950
900
850
800
750
t, °С
80
70
60
50
40
35
30
25
20
20
р
н.п
, кПа
48,9
32,6
20,4
12,9
7,3
5,4
4,4
3,3
2,4
2,4
l
Рисунок к зад. 1.17
1.4. Принцип действия и классификация
центробежного насоса
Схема центробежного насоса показана на рис. 1.12. Внутри корпуса,
имеющего спиральную форму, на валу 3 жестко закреплено рабочее колесо 2.
Рабочее колесо состоит из заднего и переднего дисков, между которыми
а
H
вс
d
27
установлены лопасти 4, отогнутые от радиального направления в сторону,
противоположную направлению вращения рабочего колеса. С помощью
патрубков 5 и 6 корпус насоса соединен со всасывающим и напорным тру-
бопроводами. Если при наполненных жидкостью корпусе и всасывающем
трубопроводе привести во вращение рабочее колесо, то жидкость, находя-
щаяся в каналах рабочего колеса (между его лопастями), под действием
центробежной силы будет отбрасываться от центра колеса к периферии. В
результате этого в центральной части колеса создается разрежение, а на
периферии – повышенное давление. Под действием этого давления жид-
кость из насоса поступает в напорный трубопровод, а через всасывающий
трубопровод под действием разрежения жидкость одновременно поступает
в насос. Для отвода жидкости корпус насоса имеет расширяющийся спи-
ральный канал (в форме улитки), в который поступает жидкость, выбрасы-
ваемая из рабочего колеса. Спиральный канал (отвод) переходит в корот-
кий диффузор, образующий напорный патрубок, соединенный обычно с
напорным трубопроводом. В процессе обтекания лопастей рабочего колеса
и их силового воздействия на поток жидкости происходит преобразование
механической энергии двигателя в кинетическую энергию движущейся
жидкости. На выходе из рабочего колеса в спиральной камере и диффузоре
вследствие увеличения их сечения кинетическая энергия жидкости преоб-
разуется в энергию давления. Поступает жидкость в насос через всасы-
вающий трубопровод, всасывающий патрубок и входное отверстие, сде-
ланное в переднем диске. Задний (ведущий) диск жестко крепится на валу.
На рис. 1.12 изображен одноступенчатый насос консольного типа.
4
Рис. 1.12. Схема центробежного насоса:
1 – корпус; 2 – рабочее колесо; 3 – вал; 4 – лопасти; 5, 6 – патрубки
6
3
1
2
5
4
28
Рабочее колесо у этих насосов закреплено на конце вала (консоли).
Вал не проходит через область всасывания, что дает возможность избежать
сложных форм подводов к насосу. В одноступенчатых насосах двусторон-
него входа жидкость входит в рабочее колесо с двух сторон двумя потока-
ми через раздвоенный полуспиральный подвод. Лопасти имеются с двух
сторон ведущего диска, а в обоих ведомых дисках имеются входные отвер-
стия. На выходе оба потока соединяются и выходят в общий отвод и диф-
фузор. Одноступенчатые насосы имеют ограниченный напор. Для повы-
шения напора применяют многоступенчатые насосы, в которых жидкость
проходит последовательно через несколько рабочих колес, закрепленных
на одном валу. При этом пропорционально числу колес повышается напор
насоса. Центробежные насосы можно классифицировать по следующим
основным признакам:
- создаваемому напору – низконапорные (до 20 м), средненапорные
(20–60 м), высоконапорные (свыше 60 м);
- числу рабочих колес – на одноступенчатые и многоступенчатые;
- способу подвода жидкости к рабочему колесу – с односторонним и
двусторонним входом;
- способу отвода жидкости из рабочего колеса – с направляющим ап-
паратом, спиральным или кольцевым отводами;
- расположению вала – с горизонтальным и вертикальным валом;
- направлению потока на выходе из рабочего колеса – на насосы ради-
ального, диагонального типов и осевые;
- назначению – водопроводные, канализационные, специальные.
Кроме того, насосы подразделяются по способу соединения с двигате-
лем, по способу разъема корпуса и по ряду других признаков.
1.5. Движение жидкости в рабочем колесе
центробежного насоса
Основной частью лопастного насоса является колесо, которое при
вращении передает жидкости подводимую от двигателя мощность.
Рассмотрим движение жидкости в межлопастном канале вращающе-
гося рабочего колеса. Под действием центробежных сил частицы жидкости
движутся относительно рабочего колеса вдоль лопасти и в то же время
вращаются вместе с рабочим колесом, совершая переносное движение.
Сумма относительной и переносной скорости движения дает абсо-
лютную скорость жидкости, т. е. характеризует её движение относительно
неподвижного корпуса насоса.
C
r
Скорость абсолютного движения (абсолютная скорость) (рис. 1.13)
равна векторной сумме скорости жидкости относительно рабочего колеса
29
wr
(относительная скорость) и окружной скорости
U
r
рабочего колеса (пе-
реносная скорость):
С w U
→
→
→
= + . (1.31)
Из треугольника скоростей (см. рис. 1.13) следует:
2
2
2
2
cos α
w
C
U
CU
=
+
−
. (1.32)
Рис. 1.13. Диаграмма скоростей
Если рассматривать треугольники скоростей на входе (индекс 1) и на
выходе (индекс 2) из колеса, то можно записать:
2
2
2
1
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
cosα ;
2
cosα .
w
C
U
CU
w
C
U
C U
=
+
−
=
+
−
2
(1.33)
Будем предполагать, что траектории всех частиц жидкости в относи-
тельном движении одинаковы и совпадают с кривой очертания лопасти.
Относительные скорости
w
частиц жидкости, лежащих на одной окружно-
сти, одинаковы и направлены по касательной к кривой очертания лопасти
(рис. 1.14,
а
), т. е. будем рассматривать осесимметричную, струйную мо-
дель течения.
U
2
U
1
β
1
α
1
w
1
C
2
α
2
l
2
w
2
R
1
R
2
II
II
B′ B′
B
B
2
I
I
B
1
A
A
A′
D
0 =
D
1
A′
β
C
0
30