книги из ГПНТБ / Пфлейдерер, Карл. Лопаточные машины для жидкостей и газов водяные насосы, вентиляторы, турбовоздуходувки, турбокомпрессоры

Die Kreiselpumpen

fiir Fliissigkeiten und Case

Wasserpumpen, Ventilatoren, Turbogeblase

Turbokompressoren

Von

Carl Pfleiderer

Dr.-Ing., Dr.-Ing. E. b.

emer Professor an der Technischen Hochschule Braunschweig

Vierte neubearbeitete Auflage

Mit 386 Abbildungen

Springer ’Verlag

Berlin/ Gottingen/ Hei del berg

1955

КАРЛ ПФЛЕЙДЕРЕР

■1 $.

ЛОПАТОЧНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ

И ГАЗОВ

ВОДЯН >1Е НАСОСЫ, ВЕНТИЛЯ Г РЫ,

ТУРБОВОЗДУХОДУВКИ, ТУРБОКОМПРЕССОРЫ

4-Е ПЕРЕРАБОТАННОЕ ИЗДАНИЕ

Перевод инж. А. М. ЛАДОГИНА

Под редакцией д-ра техн, наук, профессора

В. И. Поликовского

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ГОС. ПУБЛИЧНАЯ

НАУЧН-Tt . ниЧЕСКАЯ

библиотека POOP

!Ш^

Книга написана немецким специалистом и содержит материалы по теории, расчету и конструкциям всех основ­ ных видов лопаточных машин: радиальных и осевых насо­ сов, компрессоров, воздуходувок. В ней приведено много примеров расчета лопаточных машин для иллюстрации теоретических выводов, что облегчает усвоение материала. По ряду вопросов даны оригинальные решения.

Книга может быть использована широкими кругами инженерно-технических работников, а также учащимися вузов соответствующих специальностей.

Редакция литературы по машиностроению и приборостроению

Зав. редакцией инж. И. В. ПОКРОВСКИЙ

ВВЕДЕНИЕ

Насосами (нагнетателями) называются устройства для подачи жидкостей или гфов. Принцип их действия заключается в переме­ щении жидкостей по трубопроводам при наименьшей возможной затрате работы. Для передачи жидкости от одного пункта к другому в трубопровод, соединяющий эти два пункта, включают неподвижно установленный насос. Последний передает жидкости энергию, необхо­ димую для ее перемещения, т. е. всасывает жидкость на одной стороне и нагнетает ее на другой стороне. При работе насоса в трубопроводе на стороне выхода из насоса (на стороне нагнетания) наблюдается повышение давления, на стороне входа в насос (на стороне всасыва­ ния) — понижение давления. Следовательно, рассматривая насос (в широком смысле слова) отдельно от подключенных к нему трубо­ проводов, можно утверждать, что его действие заключается в пере­ мещении жидких или газообразных тел из пространства с низким давлением в пространство с более высоким давлением.

Очевидно, в насосе происходит обратный процесс по сравнению с двигателями, с которыми насосы имеют большое конструктивное сходство. В обоих случаях различают две основных группы, а именно:

1.Поршневые насосы как обращенные водостолбовые машины (совершенно вышедшие из употребления) или поршневые паровые машины. Отличительным признаком этой группы насосов является возвратно-поступательное движение поршня в закрытом цилиндре. Энергия давления сообщается транспортируемой среде непосред­ ственно воздействием поршня.

2.Лопаточные насосы как обращенные турбины.

Кроме насосов двух упомянутых основных групп, существуют другие типы насосов, имеющие второстепенное значение, в которых двигатель и насос составляют как бы одно целое и вследствие этого они не находят себе аналогичных устройств среди двигателей Таковы, например, струйные насосы, водяные тараны, насосы Маммута и т. д.

В предлагаемой книге рассматриваются лопаточные насосы для жидкостей и газов. Во всех рассуждениях принято, что перемещаемой средой является вода (в случае передачи жидкости) или воздух (в случае передачи газа), если нет особой оговорки.

В лопаточных насосах требуемая энергия давления создается при помощи вращающегося рабочего колеса, снабженного лопатками. Под воздействием лопаток на перемещаемую среду одновременно повышается ее давление и скорость. Для использования прироста

5

скорости и для повышения давления, жидкость, выходящая из рабочего колеса, направляется в неподвижные каналы, сечение которых постепенно увеличивается, вследствие чего кинетическая энергия преобразуется в давление. Совокупность этих каналов, связанных с кожухом насоса, называют направляющим аппаратом. В некоторых случаях устраивается только один кольцевой напра­ вляющий канал, охватывающий все рабочее колесо, и тогда он может состоять из трубы спиральной формы.

аппарат; 2 — рабочее колесо.

На фиг. 1—4 схематически изображены возможные типы лопаточ­ ных насосов. Жидкость может подводиться к лопаткам рабочего колеса радиально от его оси к периферии (фиг. 1). В этом случае, проектируя линии тока по окружности на осевую (меридиональную) плоскость, видим, что их проекции проходят в основном радиально изнутри наружу. Этот тип лопаточного насоса (ранее называвшийся центробежным насосом) является наиболее распространенным, вслед­ ствие того, что в нем центробежные силы действуют в направлении протекания жидкости и, таким образом, способствуют повышению давления. Обратное направление подачи жидкости снаружи внутрь хотя и возможно, но до настоящего времени не нашло применения х. В насосах повышенной производительности или быстроходности встречается схема осевого подвода жидкости к лопаткам рабочего колеса при радиальном выходе из колеса (фиг. 2), что соответствует схеме рабочего колеса турбины Френсиса. При высокой производи­ тельности или быстроходности в сочетании с низкой высотой напора имеет преимущество схема осевого протекания жидкости в -рабочем

1 В насосах и центростремительных турбинах такая подача встречается очень часто. Прим. ред.

6

Этот краткий обзор в одинаковой мере относится к передаче воды и воздуха. Обе области рассматриваются в книге совместно, что не создает каких-либо трудностей, если иметь в виду следующие различия:

1. Поскольку газ легче жидкости, то при его подаче для дости­ жения определенного повышения давления он должен получить

Фиг. 5. Многоступенчатое расположение колес.

значительно большую скорость, чем, например, вода; следовательно, соответственно больше должна быть окружная скорость рабочего колеса. Соответственно более высокие центробежные силы, действую-

Фиг. 6. Многопоточное расположение колес.

щие на материал рабочего колеса, заставляют отказаться от литых конструкций, которые обычно применяются для гидравлических машин, и вынуждают изготовлять рабочие колеса из кованого или катаного металла. Это затрудняет или даже исключает возможность применения форм согласно фиг. 2.

Вся область для компрессоров состоит из конструкций колес по формам фиг. 1 и 3, которые, таким образом, охватывают область машин средней производительности в значительно большей степени, чем это возможно сочетать с хорошим к. п. д.

8