- •Насосные и воздуходувные станции Лекция 1.
- •¸Классификация насосов
- •Вихревой насос.
- •Лекция 2
- •÷Измерение параметров насоса
- •Напор насоса
- •Лекция № 3
- •1 Случай
- •2 Случай
- •3 Случай
- •Допустимая высота всасывания
- •Лекция № 4
- •Лекция № 5
- •Лекция № 5
- •÷Построение характеристик насосов
- •÷Неустановившиеся и переходные режимы работы насосов
- •÷Характеристика трубопровода
- •Лекция № 6
- •Лекция № 7
- •Резервуаре на режим работы насосов
- •Лекция №9
- •Лекция №10
- •2.11. Определение размеров машинного зала
- •Лекция №
- •Лекция № 12
¸Классификация насосов
К числу нагнетателей, получивших распространение в водоснабжении и водоотведении, относятся::
1. лопастные насосы: центробежные, диагональные, осевые, вихревые;
2. поршневые насосы
3. роторные нагнетатели (винтовые, шестеренчатые)
4. воздушные водоподъемники
5. струйные насосы (нагнетатели)
6. компрессоры.
Наибольшее распространение получили – центробежные насосы.
Принцип действия насоса легко уяснить по рис.1.
Центробежный насос – не герметичная машина.
Для обеспечения герметичности насоса – его заливают водой. (способы заливки различные: из водопровода, вакуум насосом, из напорного резервуара).
При вращении рабочего колеса жидкость, заполняющая рабочее колесо, также начинает вращаться, приобретая при этом центробежную силу. Под действием этих сил частицы жидкости устремляются от центра к периферии по радиусу. Чем больше радиус колеса R и частота его вращения n, тем больше скорость движения жидкости, тем с большей скоростью частицы жидкости устремляются к напорному патрубку насоса. Объем заполняемый жидкостью опорожняется и в нем создается пониженное давление – вакуум. Под действием атмосферных сил вода из расходной емкости по всасывающей трубе поступает на лопасти колеса в зону пониженного давления. И цикл повторяется.
Корпус насоса имеет форму улитки и служит для преобразования кинетической энергии жидкости в потенциальную (зона расширения корпуса), а также для гашения поперечных сил (осевые силы и поперечные или радиальные силы).
Поршневой насос.
Поршневой насос – герметичная машина, поэтому не требует заливки. Он может нагнетать как жидкости, так и газы (Объемные насосы вытеснения).
Основные конструкционные элементы насоса:
К роторным нагнетателям относятся такие насосы, которые, как и поршневые, перемещают жидкость за счет ее вытеснения. Только у поршневого наоса рабочий орган имеет возвратно-поступательное движение, а у роторных – рабочие органы вращаются по окружности и этих органов больше, чем количество поршней.
Примером роторного нагнетателя может служить шестеренчатый насос:
За счет герметичного защемления зубьев шестерен друг с другом рабочая камера насоса делится на две части: всасывающую и напорную. Во всасывающей камере зубья попеременно вытесняют находящуюся там среду (масла, жидкости). Создавая тем самым вакуум, а в напорной части создают избыточное давление за счет поступления вытесняемой среды.
Примерно по этому же принципу работают винтовые насосы (один ведущий и два ведомых винта), пластинчатый насос.
Вихревой насос.
Принцип действия вихревых наосов основан также на передаче энергии от лопасти к потоку жидкости.
1 –рабочее колесо с радиальными лопастями. 2 – кольцевой канал
6ºА – окно в боковой части корпуса.
Жидкость поступает на лопасти рабочего колеса, через окно А. Рабочее колесо представляет собой своеобразное центробежное колесо с радиальными лопастями. Вокруг периферии колеса в корпусе насоса выполнен кольцевой канал, заканчивающийся напорным патрубком. Область входных каналов отделяется от напорного патрубка участком, плотно прилегающим к колесу (радиальный зазор) не более 0,2 мм и служащим уплотнением.
Жидкость, вошедшая через входное отверстие в насос, попадает межлопастные пространства, в которых ей сообщается механическая энергия. Центробежные силы выбрасывают ее из колеса. В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям и через некоторое расстояние вновь поступает в межлопастное пространство, где снова получает приращение механической энергии.
Таким образом, в корпусе работающего насоса образуется своеобразное кольцевое вихревое движение, от которого насос и получил название вихревого. Многократность приращения энергии частиц жидкости приводит к тому, что вихревой насос при прочих равных условиях создает значительно больший напор, чем центробежный. Наличие уплотняющего участка позволяет насосу перекачивать газы.
Недостаток – низкий КПД – 40-50-%
Воздушные водоподъемники бывают двух типов:
-вытеснители (монтжю, пульсометры, джаты, нагнетатели Кремера)
- эрлифты.
Вытеснители применяются для перемещения загрязненных или агрессивных жидкостей. Состоят: из приемника – куда подводится жидкость, компрессора, нагнетательной трубы, которая присоединяется к верхней части приемника.
Под действием сжатого воздуха жидкость по напорной трубе вытесняется на желаемую высоту.
Эрлифты – применятся для извлечения воды из глубоких трубчатых колодцев.
Рис. 2. Воздушный подъемник
а—схема устройства;- б—напорная характеристика; /—приемный бак; 2—воздушная труба от компрессора; 3—водоподъемная труба; 4—обсадная труба скважины; 5—форсунка
Водоподъемная труба (3) спущена под уровень воды в колодец . Воздушная труба (2) подводит сжатый воздух от компрессора в нижнюю часть водоподъемной трубы с помощью дырчатого распределителя воздуха (5). Сжатый воздух, растворяясь в воде, насыщает воду. Благодаря чему удельный вес водовоздушной смеси внутри водоподъемной трубы оказывается меньше, чем удельный вес воды в колодце. Регулируя количество подаваемого воздуха, можно добиться того, что водовоздушная смесь начнет подниматься по трубе и выливаться в емкость.
Недостаток – низкий КПД – 20-30%
Струйные водоподъемники работают по принципу использования энергии рабочей среды для перемещения жидкости.
В качестве рабочей среды могут выступать: вода, пар, газ.
Если газ – то эжектор. Вода – гидроэлеватор
Рис. 3. Водоструйный насос
а—схема устройства: /—всасывающий трубопровод; 2—труба; 3—сопло; 4—подводящая камера; 5—камера смешения; 6—диффузор; 7—напорный трубопровод; б—теоретическая расходно-напорная характеристика
В водоструйных – гидроэлеваторах – рабочая жидкость (вода) под высоким напором h по трубе 2 поступает в насадку, а из нее в сужающую часть трубы – 4, где скорость движения жидкости возрастает за счет энергии рабочей жидкости. При увеличении скорости в сечении 1-1 падает давление и в это место устремляется поток жидкости из резервуара под действие атмосферного давления.
Недостаток низкий КПД.