Практична робота № 1

Предмет: Основи гідравліки і теплотехніки.

Тема: Насоси - типи, характеристика, основні параметри, схеми і конструкції.

Мета роботи: Закріплення теоретичних знань в області гідравлічних машин.

1.Призначення і класифікація насосів

Насосами називають машини, призначені для створення потоку рідини. Насоси перетворюють механічну енергію в енергію потоку рідини. По конструкції і принципу дії насоси підрозділяють на динамічні та об'ємні.

Динамічним насосом називається такий насос, в якому рідке середовище переміщується під силовим впливом на неї в камері, постійно сполученої з входом і виходом насоса.

Об'ємним називається насос, в якому рідке середовище переміщується внаслідок періодичної зміни об'єму камери, яку займає поперемінно сполученої з входом і виходом.

Динамічні насоси в залежності від характеру сил, що діють на рідку середу, підрозділяють на лопатеві, електромагнітні і насоси тертя, В лопатевих насосах рідка середу переміщається шляхом обтікання лопатей. До таких насосів відносяться найбільш застосовувані відцентрові і осьові насоси. В електромагнітних насосах рідина переміщується під впливом електромагнітних сил. У насосах тертя рідина переміщується під дією сил тертя. До них відносяться вихрові, вібраційні і струменеві насоси.

До об'ємних належать такі види насосів, що відрізняються характером руху робочих органів: зворотно-поступальні (поршневі, крильчаті і роторні). В зворотно-поступальних насосах робочі органи здійснюють зворотно-поступальні рухи незалежно від характеру руху провідної ланки насоса. До них відносяться поршневі, плунжерні, діафрагмові насоси.

Мал.1. Схема насосної установки

Насосна установка являє собою насосний агрегат з комплектуючим устаткуванням змонтованим за певною схемою, що забезпечує роботу насоса. На мал.1 зображена схема насосної установки, що складається з насоса 1, всмоктуючого 7 і напірного 4 трубопроводів. У забірній частини всмоктуючого трубопроводу є сітчастий фільтр 9 і всмоктуючий клапан 8. На нагнітальному трубопроводі встановлено вентиль 5 і зворотний клапан 3, що запобігає

надходженню рідини назад у резервуар при припиненні роботи насоса. Насосна установка обладнана вимірювальними приладами: вакуумметром 6, встановленим на вході в насос для вимірювання створюваного розрідження, і манометром 2 на напірному трубопроводі для вимірювання створюваного тиску.

2. Основні параметри насосів

Основними параметрами, що характеризують роботу будь-якого насоса, є продуктивність V (м³/с або л/с), що іноді називається об'ємною подачею насоса, напір Н (м.ст.рідини або Н/м² або Па) і потужність N (кВт).

Продуктивність V визначається об'ємом рідини, що подається насосом в одиницю часу. Напір Н характеризує собою надлишкову енергію повідомлену 1кг рідини, тобто l = gH.

Мал.2 Схеми установки насосів

а-всмоктування з нижнього рівня, б-всмоктування з підпором на стороні всмоктування.

М-манометр, V - вакуумметр.

- запірна або регулююча арматура (клапан, вентиль, засувка).

- зворотний клапан.

Зі схеми насосної установки (рис.2а) видно, що геометрична висота підйому рідини:

(1)

тобто вона рівна сумі висот всмоктування і нагнітання. Відповідно, втрата напору складається з втрат напору у всмоктуючому і нагнітальному трубопроводах. Тоді, згідно з рівнянням Бернуллі, необхідний напір насоса визначиться рівністю:

(2)

Отже, в загальному випадку напір насоса витрачається на підйом рідини на висоту Н_Г, подолання опорів в трубопроводах (h_вс+h_н) і різниці тисків в напорному (верхньому) і нижньому резервуарах.

Насос може бути також приєднаний до нижнього резервуара нижче рівня рідини (див. мал.2б). В цьому випадку висота всмоктування має від'ємне значення (Н_вс  0), так як насос працює з підпором на стороні всмоктування. Тоді:

(3)

У працюючих насосах напір визначають по сумі показань манометра М і вакуумметра V, складеній з відстанню h по вертикалі між манометром і точкою приєднання вакуумметра (див. мал.2).

Корисна потужність на валу насоса дорівнює енергії, що передається 1кг рідини

(g∙H), помноженій на масову витрату рідини (V∙ρ), тобто:

(4)

де ρ - щільність рідини, кг/м³

g = 9.81 м/с² - прискорення сили тяжіння.

Споживана насосом потужність:

(5)

де η - ККД насоса, який залежить від конструкції і технічного стану насоса і для середніх умов коливається в межах: для відцентрових насосів η = 0,6-0,8, для поршневих насосів η = 0,7-0,9.