СЙЫТАРдЫ ТАСЫМАЛДаУ

СҰЙЫҚТАРДЫ ТАСЫМАЛДАУ

Химия өндірісінің барлық салаларында сұйықтар горизонталь және тік

құбырлар арқылы тасымалданады. Су, мұнай, бензин, қышқыл, ерітінді, т.б.

сұйық қоспаларды кәсіпорын ішінде аппараттар мен қондырғылар арасында

тасымалдауға арналған гидравликалық машиналар насостар деп аталады.

Насостар үш түрге бөлінеді: қалақшалы немесе ортадан тепкіш, көлемді және ағынды.

Қалақшалы насостардағы қысым, қалақшалы доңғалақтардың

айналуындағы ортадан тепкіш күштің сұйыққа әсерінен пайда болады.

Көлемді насостардағы қысымдар айырмасы сұйықтардың белгілі бір көлемін жабық камерадан жылжымалы немесе айналмалы денелер арқылы ығыстырып шығрғанда пайда болады.

Ағынды насостарда сұйықтарды тасымалдау ҥшін жұмысшы сұйықтың

кинетикалық энергиясын пайдаланады.

Насостың уақыт бірлігінде тасымалдайтын сұйық мөлшерін оның өнімділігі деп атайды (Q, м³/с).

Насостың тасымалданатын сұйықтың салмақ бірлігіне берген

салыстырмалы энергисы оның тегеурінін сипаттайды (Н, м). Тегеурін насостың 1 кг сұйыққа берген энергиясы арқылы осы сұйықтың қанша биікке көтерілетінін көрсетеді.

Сұйыққа энергия беру үшін жұмсалған насостың пайдалы қуаты (Nn)

салыстырмалы энергия (Н) мен сұйық мөлшерінің (γ·Q) көбейтіндісіне тең:

Nn = γ · Q · Н = ρ · g · Q · H (1)

Насостан энергияның бір бөлігі шығындалғандықтан, насостың білігіндегі

қуат (Nб) пайдасы қуаттан (Nn) көбірек болады. Энергияның шығыны насостың ПӘК (η_н) арқылы белгіленеді. Насостың білігіндегі қуат төмендегі формуламен есептеледі.

N_б= Nн/ η_н= pgQH/ η_н

Насостың ПӘК-і насосты пайдаланудың тиімділігін, оның құрылғысының

жетімділігін және насостағы қуаттың салыстырмалы шығынын көрсееді. Ол

төмендегі көбейтінді арқылы анықталады:

η_н = ηv · ηг · ηмех

η_v=Q/Q_т -көлемдік ПӘК, насостың нақты өнімділігімен (Q) теориялық

өнімділігінің (Qт) қатынасына тең.

η_г = Н/Нт -гидравликалық ПӘК насостың нақты және теориялық

тегеуріндерінің қатынасына тең.

ηмех – механикалық ПӘК – насостағы механикалық ұйкеліске шығындалған

қуатты сипаттайды.

ηн – насостың құрылғысына немесе оның пайдалану мерзіміне байланысты.

Қозғалтқыштың жұмсайтын қуаты немесе номиналды қуаты (Nқ) насос

білігіндегі қуаттан көптеу болады, себебі қуаттың бір бөлігі электр

қозғалтқыштан насосқа берілетін берілістегі және электр қозғалтқыштың

өзіндегі механикалық шығын болады,

N_б= N_б/( η_н·η_б) =N_n(η_н*η_б *η_қ)

η_б – беріліс ПӘК

η_қ – электрқозғалқыштың ПӘК-і

η=ηн·ηб·ηқ – бұл көбйтінді насос құрылғысының толық ПӘК деп аталады.

Насостың жалпы тегеурінін және сору биіктігін есептеу үшін мынадай

белгілерді қабылдаймыз:

Р1 – сұйық сорылатын ыдыстағы қысым

Р2 – тегурінді бактағы қысым

Рс – насостағы кірердегі қысым

Ра – насостан шығардағы қысым

Нс – сору биіктігі

На – айдау

Нг – сүйық берілетін геометриялық биіктік

h – монометр мен вакуумметр арасындағы биіктік

(кесте 1)

1 – төмендегі сұйық тсымалданатын ыдыс

2 – тегеурінді бак

3 – насос

Насостың тасымалданатын сұйықтың салмақ бірлігіне беретін энергиясы

тегеуріннің 2-ші және 1-ші нҥктелердегі энергиялар айырмасынан жалпы

тегеурін шығынын қосып анықтауға болады:

Н = Е₂ - Е₁ + h_ш

h_ш – құбырлардаы жалпы гидравликалық кедергіні жеңуге жұмсалған тегеурін шығыны.

1-ші нҥктедегі энергия Бернулли теңдеуі бойынша:

Е₁=Z₁+P₁/pg + w₁²/2g

Мұнда Z₁=0 , ω₁=0 → Е₁= P₁/pg

2-ші нҥктедегі энергия ҥшін:

Е₂=Z₂+P₂/pg + w₁²/2g

мұнда Z₂=Н_г, ω₂=0 → Е₂= Hг+P₂/pg

Осыдан насостың толық тегеуріні:

Н= Hг+(P₂-Р₁)/pg+hш

Сұйықты геометриялық Нг биіктікке көтеру үшін, жоғарғы және төменгі

ыдыстардағы қысымдар айырмасы мен құбырлардағы толық гидравликалық

кедергіні жеңуге жұмсалады. Егер жоғарғы және төменгі ыдыстардағы

қысымдар Р1=Р2 бірдей болса, Н = Нг + hш.

Егер сұйық горизонталь құбырмен берілсе,

Н= (P₂-Р₁)/pg+hш

Сұйықтар насоспен төменгі ыдыстағы қысым және насостағы сору қысымы

Рс арасындағы айырма әсерінен сорылады. Насостың сору биіктігі төменгі

ыдыстағы қысым Р1 көбейсе көбейеді және Рс қысымы, ωс жылдамдығы және hш.с. сору құбырындағы тегеурін шығыны көбейгенде азаяды. Сонда теңдеуді былай жазуымызға болады:

Н_с=Р₁/pg(Р_с/pg+ w²_с/2g+ hш )

Ортадан тепкіш насостар

Ортадан тепкіш насостарда спираль сияқты корпус ішіне жұмысшы

доңғалақтар орнатылған болады. Жұмысшы доңғалақтар айналғанда ортадан

тепкіш күш пайда болады. Осы күштің әсерінен сұйықтың сорылуы және

айдалуы бір қалыпты және үздіксіз болады.

Насосты жұмысқа қосудан бұрын сору құбыры, жұмысшы доңғалағы және

корпусы сұйықпен толтырылады. Сонан кейін жұмыс доңғалағын қозғалтқыш арқылы айналдырады. Сұйық сору құбыры арқылы жұмысшы доңғалағының осі арқылы насостың корпусына сосын қалақшаларға беріліп, айналмалы қозғалады.

Ортадан тепкіш насостардың артықшылығы:

1) жоғары өнімділікті және сұйық біркелкі, үздіксіз беріледі;

2) тез жүргіш және ықшам;

3) құрылысы күрделі емес;

4) клапондары жоқ;

5) поршеньді насосқа қарағанда арзан.

Кемшіліктері: 1) аз өнімділікте және жоғары тегеурінде ПӘК өте төмен;

2) насосты жұмысқа қосудан бұрын жұмыс доңғалағын сұйықпен толтыру

керек;

Ортадан тепкіш насостардың өнімділігі және тегеуріні жұмыс

доңғалағының айналу санына байланысты болады. Егер насостың айналу саны

n₁ ден n₂-ге өзгертілсе, онда оның өнімділігі Q1 ден Q2 өзгереді.

Q₁/Q₂= n₁/ n₂

Ал ортадан тепкіш насостардың тегеуріні айналу сандары қатынасының

квадратына пропорцианал өзгереді:

H₁/H ₂= (n₁/ n₂)²

Насостың қуаты оның өнімділігінен тегеурінінің көбейтіндісіне

пропорцианал болғандықтан, насостың қуаты айналу қатынасының үшінші

дәрежесіне пропорцианал өзгереді.

N₁/N ₂= (n₁/ n₂)³

Насос доңғалағының айналу саны n1 ден n2-ге өзгергенде оның өнімділігі –

айналу санының 1-ші дәрежесіне, тегеуріні – 2-шісіне, ал қуаты – 3-ші

дәрежесіне пропорцианал өзгереді.

Поршеньді насостар

Насостың білігі электр қозғалтқыш арқылы айналады да, кривошипті-

шатунды механизм жәрдемімен поршень цилиндр ішінде ілгерілі-кеінді

жылжиды. Поршеннің сол жақтан оң жаққа жылжығанда цилиндр ішінде

вакуум пайда болады. Оңнан соға қарай жылжығанда цилиндр ішінде қысым

пайда болады. Поршеннің ілгерлі-кейінді қозғалысының нәтижесінде сұйық

кезекпен құбырмен сорылады, құбырмен айдалады. Поршень оңға қозғалғанда сұйық сорылады, оңға қозғалғанда – айдалады.

Поршенді насостардың айналу санына байланысты: жай жүруші, нормалды,

тез жүруші; өнімділігі бойынша: аз өнімділікті, орта өнімділікті және көп

өнімділікті. Қысымға байланысты: төмен, орта және жоғары қысымды болып

бөлінеді.

Насостардың арнаулы түрлері

Роторлы насостар – тұтқырлығы жоғары және ластанған сұйықтарды

тасымалдау үшін қолданылады. Екі түрі болады:

1) тісті доңғалақты;

2) пластиналы.

Винтті насостар – өте тұтқыр сұйықтарды тасымалдауда қолданылады.

Арынды насостар – жұмысшы сұйық деп аталатын сұйықтың кинетикалық

энергиясын пайдалануға негізделген.