- •Введение
- •1. Краткий очерк истории развития насосостроения
- •2. Центробежные насосы
- •2.1. Определение, устройство и принцип действия
- •2.2. Классификация центробежных насосов
- •2.3. Основные технические показатели насосов
- •2.3.1. Подача насоса
- •2.3.2. Напор насоса
- •2.3.2.1. Общие сведения
- •2.3.2.2. Напор манометрический, определенный по показаниям пьезометрических трубок
- •2.3.2.3. Напор манометрический, определенный по показаниям вакуумметра и манометра
- •2.3.2.4. Требуемый напор насоса в составе насосной установки
- •2.3.3. Мощность насоса
- •2.3.4. Кпд насоса
- •2.3.5. Высота всасывания насоса. Кавитация
- •Давление насыщенных паров воды
- •2.4. Основы теории лопастных гидравлических машин
- •2.4.1. Схема движения жидкости в рабочем колесе насоса
- •2.4.2. Основное уравнение работы лопастных гидравлических машин (уравнение л. Эйлера)
- •2.4.3.2. Теоретический напор рабочего колеса на основании уравнения Бернулли
- •2.4.3.3. Действительный напор рабочего колеса
- •2.4.3.4. Влияние формы лопаток рабочего колеса на напор насоса
- •2.4.4. Теоретическая и действительная подача рабочего колеса насоса
- •2.4.5. Характеристика насоса
- •2.4.5.1. Напорная характеристика насоса
- •2.4.5.2. Рабочая характеристика насоса
- •2.4.5.3. Изменение характеристики насоса при изменении частоты вращения рабочего колеса
- •2.4.5.4. Изменение характеристики насоса при обточке рабочего колеса по внешнему диаметру
- •2.4.6. Подобие лопастных машин и типизация насосов
- •2.5. Работа насоса на сеть
- •2.5.1. Характеристика сети
- •2.5.2. Рабочая точка насоса
- •2.5.3. Совместная работа нескольких насосов на сеть
- •2.5.3.1. Параллельная работа насосов на сеть
- •2.5.3.2. Последовательная работа насосов на сеть
- •2.5.4. Регулирование подачи насосов
- •2.5.4.1. Общие сведения
- •2.5.4.2. Регулирование подачи и напора дросселированием на нагнетании
- •2.5.4.3. Регулирование подачи дросселированием на всасывании
- •2.5.4.4. Регулирование подачи впуском воздуха
- •2.6. Маркировка центробежных насосов
- •2.7. Подбор центробежных насосов по каталогу
- •2.8. Многоступенчатые и многопоточные центробежные насосы
- •2.9. Основные вопросы эксплуатации центробежных насосов
- •2.9.1. Пуск и остановка насосных агрегатов
- •2.10. Электронасосные центробежные скважинные агрегаты для воды типа эцв
- •2.10.1. Назначение и общая характеристика
- •2.10.2. Основные узлы насосных агрегатов
- •2.10.3. Принцип работы многоступенчатого насоса
- •2.10.4. Характерные неисправности насосных агрегатов типа эцв и методы их устранения
- •3. Осевые насосы
- •3.1. Определение, устройство и принцип действия
- •3.2. Классификация осевых насосов
- •3.3. Характеристика осевого насоса
- •3.4. Маркировка осевых насосов
- •4. Вихревые насосы
- •4.1. Определение и классификация
- •4.2. Устройство и принцип действия вихревых насосов
- •4.3. Характеристика вихревого насоса
- •4.4. Маркировка вихревых насосов
- •5. Поршневые насосы
- •5.1. Определение и классификация возвратно-поступательных насосов
- •5.2. Устройство и принцип действия поршневого насоса
- •5.3. Подача поршневых насосов
- •5.3.1. Теоретическая и действительная подача насосов
- •5.3.2. Регулирование подачи насосов
- •5.4. Давление насоса. Индикаторная диаграмма
- •5.5. Мощность насоса
- •5.6. Воздушные колпаки
- •5.7. Высота всасывания насоса
- •5.8. Характеристика поршневого насоса
- •5.9. Совместная работа насоса и сети
- •5.10. Поршневые насосы, выпускаемые отечественной промышленностью
- •5.11. Неисправности поршневых насосов и методы их устранения
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
- •Гидравлические машины
Давление насыщенных паров воды
Температура C |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
Pпар /(g), м |
0,06 |
0,12 |
0,24 |
0,43 |
0,75 |
1,25 |
2,02 |
3,17 |
4,82 |
7,14 |
10,33 |
Допустимая геометрическая высота всасывания любого насоса уменьшается в следующих случаях:
• при повышении температуры и удельного веса перекачиваемой жидкости;
• при увеличении подачи и геодезической высоты местности;
• при увеличении гидравлических сопротивлений во всасывающем трубопроводе. Кроме того, для лопастных насосов - при увеличении быстроходности и напора насоса.
Однако доводить значения вакуума до предельной величины нельзя, так как интенсивное парообразование приводит к резкому уменьшению подачи насоса, в который вместо жидкости поступает эмульсия - смесь жидкости с ее парами и выделяющимися при низком давлении пузырьками воздуха. Таким образом, сплошность движения потока нарушается, что и приводит к уменьшению подачи и может привести к полному прекращению работы насоса.
Совокупность явлений, сопутствующих интенсивному парообразованию, носит название кавитация (от латинского слова cavitas - пустота, полость).
Другими словами, под кавитацией понимается образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (так называемых кавитационных пузырьков).
Вред кавитации не ограничивается снижением или прекращением подачи насоса. Неустановившийся характер движения перекачиваемой жидкости приводит к возникновению шума и сильным вибрациям насосного агрегата. Особую опасность представляют удары, возникающие при обратной конденсации пара в жидкость (основной эффект кавитации). Эти удары приводят нередко к механической коррозии и разрушению рабочего колеса насоса.
Влияние кавитации на работу насосов можно уменьшить или совсем ее устранить, если:
1) уменьшить геометрическую высоту всасывания насоса;
2) уменьшить потери во всасывающем трубопроводе за счет уменьшения длины или увеличения диаметра всасывающего трубопровода, уменьшения количества местных гидравлических сопротивлений на нем;
3) обеспечить равномерное распределение скоростей на входе в рабочее колесо;
4) увеличить давление на свободной поверхности в расходном резервуаре;
5) уменьшить частоту вращения рабочего колеса;
6) применять насос с колесами малой удельной быстроходности;
7) в многоступенчатых насосах выполнять колеса первой ступени более высокой удельной быстроходности, чем колеса последующих ступеней;
8) уменьшить подачу насоса с применением колеса первой ступени с двусторонним подводом жидкости;
9) придать заостренную форму входным концам лопаток с небольшим радиусом закругления и с плавным переходом от тонкой к утолщенной части лопатки.
Чем выше температура перекачиваемой жидкости, тем вероятней возникновение кавитации.
Следовательно, первым условием устранения кавитации является правильное назначение максимально допустимой геометрической высоты всасывания, т.е. соблюдение условия:
. (2.27)
Однако геометрическая высота всасывания, определяющая компоновочное решение насосной станции, не дает возможности численно оценить степень развития кавитации. Поэтому для предупреждения кавитации несколько уменьшают геометрическую высоту всасывания, т.е. принимают запас на кавитацию, обозначаемый h. Тогда максимально допустимая величина геометрической высоты всасывания определяется по формуле
, (2.30)
где h - кавитационный запас, м.
Кавитационный запас h представляет собой превышение удельной энергии потока на входе в насос ен над удельной энергией, соответствующей давлению насыщенных паров епар перекачиваемой жидкости:
h = ен - епар , (2.31)
где ен - удельная энергия перекачиваемой жидкости при входе в насос (сечение H-H на рис. 7.7), м;
eн = Zн + Pн / (g) +Vн2 / (2g), (2.1)
епар - удельная энергия насыщенный паров перекачиваемой жидкости при входе в насос (сечение Н-Н), м;
eпар = Zн + Pпар / (g) +Vпар2 / (2g), (2.32)
Pпар - давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости, Па;
Vпар - скорость движения насыщенных паров жидкости, м/с; условно считаем, что Vпар = 0.
Подставив значения (2.1) и (2.32) в (2.31), после некоторых преобразований, получаем:
h = Pн / (g) + Vн2 / (2g) (g) / (g) - Pпар / (g)
или
. (2.33)
Величина h зависит от типа и конструкции насоса. Для каждого насоса экспериментально устанавливается минимальное значение кавитационного запаса hmin. Но в технической характеристике насоса указывается значение допустимого кавитационного запаса, т.е. такого кавитационного запаса, который надежно обеспечивает работу насоса без изменений его основных технических показателей. Допустимый кавитационный запас:
hдоп = Kд h , (2.34)
где Kд - коэффициент запаса, принимается равным 1,1...1,5 в зависимости от конструкции, типа и назначения насоса.
Допустимая вакуумметрическая высота всасывания указывается на рабочей характеристике насоса в виде графика Q=f( ), который строится на заводе-изготовителе для нормальных условий работы (атмосферное давление 10 м вод. ст. и температура перекачиваемой воды до 20 °С).
Все вышеперечисленные обстоятельства позволяют сделать следующий практический вывод: высота всасывания для центробежных насосов, работающих на холодной воде, не превышает 6...7 м.