5. Теоретические и действительные характеристики турбомашин

Характеристиками турбомашин называют графически изо­браженные следующие зависимости: H = f(Q), N_B=F(Q); η = F(Q).

Уравнение теоретической индивидуальной характеристики турбомашины

Действительная индивидуальная харак­теристика турбомашины представляет собой зависи­мость между действительным напором Н и действительной по­дачей Q турбомашины при известных размерах машины и опре­деленной частоте вращения рабочего колеса. Действительный на­пор меньше теоретического из-за потерь в турбомашине, причинами которых являются: 1) конечное число лопастей колеса; 2) трение частиц жидкости между собой и о поверхности проточной части турбомашины; 3) затраты энергии на удары при вихревом движении жидкости внутри турбомашины; 4) затраты энергии на преоб­разование скоростного напора в статический.

Лекция №3. Шахтные насосы

1. Общие сведения о насосных установках и конструкции насосов.

Основную группу насосов используемых в промышленности составляют динамические насосы. Динамические насосы, в которых приращение энергии про­исходит в результате взаимодействия потока жидкости с вра­щающимся рабочим органом, подразделяют на два типа — лопастные и вихревые.

В лопастных насосах жидкость получает приращение энер­гии за счет взаимодействия с вращающейся лопаткой рабочего колеса. В рабочем колесе происходит приращение потенциаль­ной и кинетической энергии жидкости. Кинетическая энергия в неподвижных элементах насоса (отвода) превращается в энергию давления. Из-за отсутствия самовсасывания для за­пуска в работу лопастных насосов необходимо их заполнение перекачиваемой жидкостью.

В вихревых насосах приращение энергии перекачиваемой жидкости осуществляется за счет турбулентного обмена энер­гией потоков — основного в канале насоса и вторичного в ра­бочем колесе (путем завихрения маловязкой жидкости рабочим колесом).

Лопастные насосыпо направлению потока в рабочем ко­лесе подразделяют на центробежные и осевые.

Работа динамических насосовоснована на общем принципе — силовом взаимодействии лопаток рабочего колеса с обтекающим их потоком перекачиваемой жидкости. Однако принцип этого взаимодействия у насосов перечисленных типов различен, что, естественно, приводит к существенным отличиям их конструкций и эксплуатационных показателей.

Водоотливная установка— это комплекс технических средств для удаления воды из горных выработок и выдачи ее на поверхность. Для откачки подземных вод применяют водоотливные установки, которые в зависимости от назначения подразделяют нацентральные, главные, участковые, вспомогательные, перекачные, проходческие и скважинные.

Водоотливные установки (рис. 1) оборудуются в основном цен­тробежными насосами.

Водоотливная установкасостоит из насоса1с двигателем, вса­сывающего трубопровода9с приемной сеткой11и клапаном10,нагне­тательного трубопровода 5 с задвижкой3и обратным клапаном 4, трубки6с вентилем 7 для заливки во­дой насоса перед его пуском. Дав­ление во всасывающем9и нагнета­тельном 5 трубопроводах измеря­ется вакуумметром8и маномет­ром 2.

Вертикальное расстояние от уровня воды в заборном резервуа­ре (колодце) до оси насоса назы­вается геодезической (геометричес­кой) высотой всасывания h_вс,aвертикальное расстояние от оси на­соса до сливного отверстия трубо­провода -геодезической (геомет­рической) высотой нагнетания h_н. Сумма геодезических высот всасы­вания и нагнетания естьгеодезичес­кая (геометрическая) высота пода­чи Нг , которая по существу являет­ся полной геодезической высотой водоподъема.

В главных насосных установках шахт и рудников широкое распространение получили горизонтальные центробежные секционные насо­сы(рис. 4) типа ЦНС(центробежный насос секционный), имеющие вертикальный разъем корпуса. Каждаясекцияимееткорпус4с направ­ляющим аппаратом5и рабочее колесо6 одностороннего всасывания. Рабочие колеса устанавливаются на одном валу 7, а корпуса секций вместе с крышками всасывания8и нагнетания3соединены стяжными шпильками 7 и образуют единый герметичный корпус насоса. Места вы­хода вала1из корпуса насоса герметизируются сальниковыми уплотне­ниями 2.

При работе насосажидкость последовательно проходит через все рабочие колеса, получаяв каждой секции приращение напора. Жидкость из одной секции (ступени) в другую перетекает по каналам неподвиж­ных лопаточных направляющих аппаратов.

В обозначенияхтипоразмеровнасосов ЦНСцифры после букв:первая — подача(м^з/ч)при максимальном значении к.п.д.;через де­фис - напоры(м) — наименьший и наибольший. Еслинасос предназна­чен для откачки кислотныхвод, то добавляется букваК,длягрязевых насосов— букваГ.