ГИДРОМАШИНЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ЭТО МАШИНЫ

ГИДРОМАШИНЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ЭТО МАШИНЫ, ПРЕОБРАЗУЮЩИЕ МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ ДВИГАТЕЛЯ В МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ ПОТОКА ЖИДКОСТИ ИЛИ, НАОБОРОТ, МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ ПОТОКА ЖИДКОСТИ В МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ ДВИГАТЕЛЯ. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ДЕЛЯТСЯ НА НАСОСЫ И ГИДРОДВИГАТЕЛИ (ГИДРОМОТОРЫ). НАСОСЫ – ЭТО ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ, В КОТОРЫХ МЕХАНИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ ПРЕОБРАЗУЕТСЯ В ЭНЕРГИЮ ПЕРЕКАЧИВАЕМОЙ ЖИДКОСТИ (ИЛИ ГАЗА). ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ДВИГАТЕЛИ (ГИДРОМОТОРЫ) – ЭТО ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ, В КОТОРЫХ ЭНЕРГИЯ ЖИДКОСТИ (ГАЗА) ПРЕОБРАЗУЕТСЯ В МЕХАНИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ ДВИГАТЕЛЯ. КОМПРЕССОРЫ ТАКЖЕ ЯВЛЯЮТСЯ НАСОСАМИ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫМИ ДЛЯ ПЕРЕКАЧКИ ГАЗОВ. НАСОСЫ, ВКЛЮЧАЯ КОМПРЕССОРЫ, ИМЕЮТ МНОГО ОБЩЕГО С ГИДРОДВИГАТЕЛЯМИ.

КЛАССИФИКАЦИЯ НАСОСОВ. ВИДЫ НАСОСОВ НАСОСАМИ НАЗЫВАЮТСЯ МАШИНЫ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НАПОРНОГО ПОТОКА ЖИДКОЙ СРЕДЫ. ЭТОТ ПОТОК СОЗДАЕТСЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЖИДКОСТЬ В РАБОЧЕЙ КАМЕРЕ НАСОСА. ПО ХАРАКТЕРУ СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ, А СЛЕДОВАТЕЛЬНО, И ПО ВИДУ РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ РАЗЛИЧАЮТ НАСОСЫ: ДИНАМИЧЕСКИЕ , В КОТОРЫХ СИЛОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЖИДКОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ В ПРОТОЧНОЙ КАМЕРЕ, ПОСТОЯННО СООБЩАЮЩЕЙСЯ СО ВХОДОМ И ВЫХОДОМ НАСОСА ОБЪЕМНЫЕ , В КОТОРЫХ СИЛОВОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЖИДКОСТЬ ПРОИСХОДИТ В РАБОЧЕЙ КАМЕРЕ, ПЕРИОДИЧЕСКИ К динамическим насосам относятся: К объемным насосам относятся: ИЗМЕНЯЮЩЕЙ СВОЙ ОБЪЕМ И ПОПЕРЕМЕННО СООБЩАЮЩЕЙСЯ СО ВХОДОМ И ВЫХОДОМ НАСОСА. 1) лопастные: 1) возвратно-поступательные: а) центробежные; б) осевые; 2) электромагнитные; 3) насосы трения: а) вихревые; б) шнековые; в) дисковые; г) струйные и др. а) поршневые и плунжерные; б) диафрагменные; 2) крыльчатые; 3) роторные: а) роторно вращательные; б) роторно поступательные.

КЛАССИФИКАЦИЯ НАСОСОВ. ВИДЫ НАСОСОВ По некоторым общим конструктивным признакам динамические и объемные насосы делят на следующие виды: 1) по направлению оси расположения, вращения или движения рабочих органов: а) горизонтальный; б) вертикальный; 2) по расположению рабочих органов и конструкций опор: а) консольный; б) моноблочный; в) с выносными опорами; г) с внутренними опорами; 3) по расположению входа в насос: а) с боковым входом; б) с осевым входом; в) двустороннего входа; 4) по числу ступеней и потоков: а) одноступенчатый; б) двухступенчатый; в) многоступенчатый; г) однопоточный; д) двухпоточный; е) многопоточный; 5) по требованиям эксплуатации: а) обратимый; б) реверсивный; в) регулируемый; г) дозировочный.

КЛАССИФИКАЦИЯ НАСОСОВ. ВИДЫ НАСОСОВ Агрегат, состоящий из насоса (или нескольких насосов) и приводящего двигателя, соединенных друг с другом, называется НАСОСНЫМ АГРЕГАТОМ. В зависимости от рода двигателя различают следующие насосные агрегаты: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) электронасосный; турбонасосный; дизель-насосный; мотонасосный; гидроприводной; паровой; пневматический. Насосный агрегат с трубопроводом и комплектующим оборудованием, смонтированным по определенной схеме, обеспечивающей работу насоса, называется НАСОСНОЙ УСТАНОВКОЙ.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ Насос 8, приводимый в движение электродвигателем 3, засасывает жидкость из расходного резервуара 6 по всасывающему трубопроводу 7 и нагнетает ее в напорный резервуар 1 по напорному трубопроводу 2. На всасывающем трубопроводе установлены приемное устройст во, состоящее из фильтра (сетки) 5 и обратного (приемного) клапана 4, и вакуумметр (или манометр) 9. На напорном трубопроводе установлены мановакуумметр 10 и запорно регулировочное устройство (например, задвижка) 11. Кроме того насосная установка снабжена электроизмерительными приборами (для измерения мощности, потребляемой насосом), зачастую вакуум насосом (для создания необходимого вакуума в крупных лопастных насосах в целях их заливки), приборами автоматики (сигнализатор уровня, сигнализатор давления и др. ). 1 – напорный резервуар; 2 напорный трубопровод; 3 – электродвигатель; 4 обратный (приемный) клапан; 5 фильтр (сетка); 6 расходный резервуар; 7 всасывающий трубопровод; 8 – насос; 9, 10 вакуумметр (или манометр); 11 запорно регулировочное устройство (задвижка) На всасывающем или напорном трубопроводе могут монтироваться датчики температуры для контроля нагрева рабочей жидкости при перекачивании ее насосом.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАСОСОВ Объемная подача, Q, – это объем подаваемой насосом жидкой среды в напорный трубопровод за единицу времени. Массовая подача, Qm, кг/с это масса подаваемой жидкой среды за единицу времени. Весовая подача, G, Н/с это вес подаваемой жидкости за единицу времени Теоретической подачей QT называют расход жидкости, поступающей в рабочую камеру. Q

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАСОСОВ Напор насоса Н — разность удельных энергий при выходе из насоса и на входе в него, выраженная высотой столба перекачиваемой жидкости. Напор насоса связан с давлением насоса зависимостью Н =р/γ. Напор насоса можно определять с помощью подключенных к нему манометра и мановакуумметра по формуле: Н=(рман/γ) +( рвак/γ)+h 0+(υН 2 υВ 2)/(2·g) где рман и рвак соответственно показания манометра и мановакуумметра; h 0 вертикальное расстояние между точкой подключения мановакуумметра и манометра; v. Н и v. В скорости жидкости в местах отбора давлений. Если давление на входе в насос больше атмосферного, то второй член в формуле отрицательный. Если диаметры всасывающего и нагнетательного патрубков одинаковые (dв = dн), то последний член в выражении равен нулю. Мощность насоса N — мощность, потребляемая насосом: N=M·ω где M крутящий момент на валу насоса; ω частота вращения вала. Мощность насосного агрегата — мощность, потребляемая насосным агрегатом или насосом, в конструкцию которого входят узлы двигателя. Полезная мощность насоса Nn — мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкости: Nn=Q·р=Q·γ·H=G·H К. п. д. насоса η отношение полезной мощности к мощности насоса: η=Nn/N Отношение полезной мощности насоса к мощности насосного агрегата называется к. п. д. насосного агрегата.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАСОСОВ Оптимальный режим насоса — режим работы насоса при наибольшем значении к. п. д. Номинальный режим насоса — режим работы насоса, обеспечивающий заданные технические показатели. Кавитационный режим насоса — режим работы насоса в условиях кавитации, вызывающей изменение основных технических показателей. Кавитационный запас — превышение полного напора жидкости во всасывающем патрубке насоса над давлением р. Н. П насыщенных паров этой жидкости. Кавитационный запас определяется зависимостью: Δh. КАВ=р. B/γ +v. B 2/(2·g) р. Н, П/γ где р. В абсолютное давление жидкости на входе в насос; р. Н. П давление насыщенных паров жидкости. Допускаемый кавитационный запас Δh. КАВ. ДОП — кавитационный запас, обеспечивающий работу насоса без изменения основных технических показателей, связанных с возникновением в насосе явления кавитации.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАСОСОВ Геометрическая высота всасывания — высота расположения центра входного отверстия насоса относительно свободной поверхности жидкости в открытом расходном резервуаре, из которого производится всасывание жидкости насосом. Вакуумметрическая высота всасывания определяется выражением Hвак=( ра - рв)/γ где ра атмосферное давление. Допускаемая вакуумметрическая высота всасывания Нвак. доп вакуумметрическая высота всасывания, при которой обеспечивается работа насоса без изменения основных технических показателей, связанных с возникновением в насосе явления кавитации. Подпор — высота расположения свободной поверхности жидкости в открытом резервуаре, из которого производится всасывание, отсчитанная от центра входного отверстия насоса. Для улучшения условий всасывания основного насоса искусственный подпор может быть создан вспомогательным насосом, установленным во всасывающем трубопроводе насосной установки, или повышенным давлением воздуха в расходном резервуаре, из которого производится всасывание жидкости. Высота самовсасывания — высота самозаполнения всасывающего трубопровода самовсасывающим насосом (агрегатом).

ОСНОВНЫЕ РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСОВ (ОПРЕДЕЛЕНИЯ) Характеристика насоса — графическая зависимость основных технических показателей от подачи — для динамических насосов и от давления — для объемных насосов при постоянных значениях частоты вращения рабочих органов, вязкости и плотности жидкости на входе в насос. Она может быть получена в результате нормальных испытаний насоса. Рабочая часть характеристики — зона характеристики насоса, в пределах которой рекомендуется его эксплуатация. Кавитационная характеристика насоса — графическая зависимость основных технических показателей насоса от кавитационного запаса при постоянных значениях частоты вращения, вязкости и плотности жидкости на входе в насос, подачи — для динамических насосов и давления — для объемных насосов. Она может быть получена в результате кавитационных испытаний насоса. Регулировочная характеристика — графическая зависимость подачи от частоты вращения (циклов) или длины хода рабочего органа (для некоторых объемных насосов) при постоянных значениях вязкости, плотности жидкости на входе в насос и давления на входе и выходе насоса. Характеристика самовсасывания — графическая зависимость подачи газа, удаляемого самовсасывающим насосным агрегатом из всасывающего трубопровода, от давления на входе в насос.

Основные рабочие характеристики насосов (определения) Поле насоса — рекомендуемая область применения насоса по подаче и напору, получаемая изменением частоты вращения (или обточкой рабочего колеса по внешнему диаметру — для центробежных насосов). Подбор насосов производится по «сводным графикам полей насосов» , именуемым также «сводными графиками подач и напоров» , которые приводятся в каталогах насосов, а также в ГОСТах. Для лопастных, вихревых и центробежно вихревых насосов эти графики построены в координатах Q—H; для объемных насосов — в координатах Q— р. Внутри полей насосов или рядом с ними указаны марки насосов и числа оборотов рабочих органов. На некоторых сводных графиках диагональными штриховыми линиями показаны примерные значения мощности двигателя, необходимой для привода насосов.

ОСНОВНЫЕ РАБОЧИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСОВ (ОПРЕДЕЛЕНИЯ) Характеристика насосной установки представляет график зависимости потребного напора от расхода жидкости в трубопроводе с насосной подачей. Кривая потребного напора для трубопровода с насосной подачей строится по уравнению Hпотр=Hст+ Σhп=Hст+А·Qm где Hст = Δz+(p. З/γ) Δz разность уровней жидкости в напорном и расходном резервуарах; p. З избыточное давление в напорном резервуаре (или в конечном сечении напорного трубопровода при отсутствии резервуара); А сопротивление трубопровода насосной установки; M показатель степени, обычно принимаемый равным 1 — при ламинарном режиме и 2 — при турбулентном режиме. Если расходный резервуар закрытый и давление р0 в нем отличается от атмосферного, то Hст=Δz+( p 3 p 0)/γ