22. Нагнетательные машины.

Центробежные механизмы применяются: на ТЭС в си­стемах гидрозолоудаления, в системах хозяйственного и технического водоснабжения, а также для подачи различных растворов и реагентов в технологических схемах производств, в трубо­проводных системах транспорта воды и нефти на дальние рассто­яния, во всех системах коммунального водо­снабжения, для водоснабжения животноводческих ферм, в крупных водопроводных системах поливного земледелии.

Поршневые компрессоры применяются в металлообрабатывающей и машиностроительной промышленно­сти для сжатия воздуха, приводящего в действие пневматичес­кий инструмент и прессы.

Основными параметрами (величинами), характеризующими работу нагнетательных машин, являются по­дача (расход), давление и напор, КПД. Энергия, сообщаемая потоку жидкости или газа нагнетательной машиной, определяет­ся указанными величинами и плотностью подаваемой среды.

1. Центробежные венти­ляторы.

Характеристиками вентиляторов называют графики за­висимостей напоров, мощности на валу и КПД от объемной по­дачи. Регулирование подачи вентиляторов можно производить

1. Изменением частоты вращения вала вентилятора;

2. Дросселированием на входе и выходе вентилятора;

3. Направляющим аппаратом различных конструкций на входе.

2. Центробежные насосы. В практике экс­плуатации существуют следующие способы регулирования пода­чи центробежных насосов: -дросселирование задвижками на на­порной или на всасывающей линиях; изменение частоты враще­ния рабочего колеса насоса; -обрезка рабочих колес — уменьше­ние наружного диаметра; -перепуск части жидкости из напорного трубопровода во всасывающий; впуск воздуха во всасывающий патрубок насоса.

3. Центробежные компрессоры.

К основным параметрам компрессора относятся подача, ко­нечное давление, мощность на валу и КПД (относительный), так как совершенство компрессорного процесса оценивают при помоши относительных термодинамических КПД — изотермического η_из и изоэнотропного η_а.

Подачей называется количество газа (воздуха), подаваемого компрессором в единицу времени. Различиют массовую т (кг/с) и объемную Q₀(м³/с) подачу.

Характеристиками центробежных компрессоров называются графически изображенные зависимости р =f₁(Q₀), N_B=f₂(Q₀) и η_к=f(Q₀). Наиболее важной из них является зависимость между давлением (удельной работой) и подачей p=f₁(Q₀).

Регулирование парамет­ров компрессора производят следующими способами: измене­нием частоты вращения вала, закруткой потока перед рабочим колесом и дросселированием потока на всасывании или нагнетании.

4. Поршневые насосы. Основной характери­стикой насоса является зависимость между его подачей К и рабо­чим давлением р = f{V). Регулирование подачи. В соответствии с уравнением V= nλπSD²/4. Подача насоса находится в зависимости от четырех факторов: D, S, п и λ.. Основным способом регулирования подачи поршневого насоса с электрическим приводом является изменение частоты вращения приводного двигателя или перемена отношения передаточных устройств, включенных между двигателем и насосом. способ регулирования оправдывается энергетически. Для увеличения подачи в сеть два или несколько насосов включают параллельно.

5. Поршневые компрессоры. Компрессор обычно подключается к системе трубопроводов, на которых установленs запорные регулирующие и другие устройства. Гидравлические свой­ства сети определяются ее характеристикой, т. е- зависимостью между расходом V_c и давлением р_с в сети. Одной из важных характеристик компрессора является зависимость между его подачей V_о и рабочим давлением. Пересечение характеристик компрессора и сети определяют рабочую точку А и рабочие параметры машин — подачу и давление. Регулирование подачи ком­прессоров в настоящее время осуществляется следующими способами: отключением одной или нескольких машин при их параллельной работе на сеть, изменением частоты вращения вала ком­прессора, изменением объема мертвого пространства или дросселирование потока на всасывании и отжатием пластин всасывающего клапана.

Хар-ка сети имеет вид H = H_ст + R Q², где H_ст – предварительный напор (высота, на кот. поднимают жидкость или преодолевать противодавление); H_дин – харак-ет гидравлич. сопротивление магистрали ,R – коэфф. магистрали (определ-ся материалом водовода, его диаметром, наличием регулируемой аппар-ры, Q – производительность (подача или расход). Из этих хар-к следует, что можно регулировать производительность ТМ-ов 7 спос-ми:

1 ) Изменяя скорость (рис. 1) 2)Изменяя сопротивление трубопровода с помощью заслонок (дросселирование - процесс регулирования подачи жидкости, т.е. изменяя хар-ку магистрали ↓ произв-ть и ↑ напор- сам. неэкономич. сп-б) (рис. 2).3) Изменяя угол наклона лопаток направляющего аппарата (рис. 3). 4)Изменяя число ║или последоват. работающих на одну сеть ТМов (рис. 4)- ║выгодно при пологой хар-ке сети; последоват.

– при крутой хар-ке сети (рис. 5). 5)Иногда на канализац. станциях применяют сп-б регулир-я путём впуска воздуха во всасывающий патрубок насоса. Хар-ка насоса становится мягче аналогично3 му способу регул-я. «+» сп-б экономичнее 2-го «-» ↓ срока службы рабочих колёс под воздействием кавитационного износа (рис 6а).

Рис. 6а. Рис. 6 б)

Рис.5 Рис.6б

6) Используют также регул-е подачи насосов перепуском части подаваемой жидкости ч/з байпас на вход насоса (рис. 6б ). При этом общая подача насоса Qн ↑, но подача в сеть Q ↓. Применение байпаса снижает общее сопрот-е сетевой магистрали, может привести к перегрузке насоса и эл.двигателя, сп-б экономичен для вихревых насосов, у кот-х при ↑подачи, мощность↓. 7)обрезка рабочего колеса.1-й, 3-й, 4-й способы экономичны, т.к. одновременно со ↓расхода, ↓ и напор.2-й сп-б– пока наиболее применяемый, но самый неэкономич т.к. полезная мощность при ↓производ-ти (рис. 2) – P₂ = C Q₂ H₂; расходуемая мощность P₂ = C Q₂ H₂. Т.о. мощ-ть потерь на задвижке:DP_пот= C Q₂ (H₂ - H₂) = C Q₂ DH. К.п.д. понижается на вел-ну h_рег = . Кр. того, ↓к.п.д. самого насоса.