Компрессоры и станции для сжатия воздуха, природного газа, водорода и др. Газов

А втоматизированные, с приводом от электродвигателя, поршневые компрессоры высокого давления для сжатия воздуха

ЭКЗ-1

Автономные, не требующие специальных фундаментов, свободнопоршневые дизель-компрессоры для сжатия воздуха

ДК2-ЗР

А втоматизированные поршневые компрессоры с водяным и воздушным охлаждением для пуска дизельных установок и других производственных нужд

1 ЭКПВ30/32 ЭКПВ15/64 ЭКПВЗО/64

А втоматизированный поршневой компрессор для пуска высокооборотных дизельных установок и других нужд (аналог компрессоров типа К2-150)

1ЭКПВ15/150

- с электродвигателем -без электродвигателя

П оршневые компрессоры с воздушным охлаждением для снабжения очищенным сжатым воздухом аквалангистов, водолазов, пожарников, спасателей с использованием изолирующих противогазов

Автоматизированные, с приводом от электродвигателя мембранные компрессоры для перекачки азота и кислорода

ЭКГМ 200/220

Оглавление

Санкт-Петербургский 0

МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ 0

Кафедра Судовых Энергетических Установок 0

Поурочные лекции по предмету 0

СУДОВЫЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ 0

И ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ 0

Раздел: СУДОВЫЕ НАСОСЫ 0

СУДОВЫЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И СИСТЕМЫ 1

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СВМ, ТРЕБОВАНИЯ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ. 1

НАЗНАЧЕНИЕ СВМ. Вспомогательные механизмы предназначены для обслуживания различных систем судна, его устройств, а также для обеспечения нормальной работы СЭУ. Используемая энергия для привода: ручной, паровой, электрический, гидравлический. Вспомогательные механизмы на судах потребляют 25-30% всей энергии. 1

КЛАССИФИКАЦИЯ СВМ. Подразделяются на следующие основные группы: 1

ТРЕБОВАНИЯ К СВМ. Общие и конкретные требования строго регламентируются следующими документами: 1

1. высокая степень надёжности при работе в любых условиях эксплуатации (крен, дифферент, качка, изменение температур и т.д.); 1

2. высокая экономичность на потребление энергии; 1

3. простота конструкции, удобство в управлении, возможность частичной или полной автоматизации и аварийной защиты; 1

4. основные узлы и детали СВМ должны быть унифицированы и стандартизированы; 1

5. высокая надёжность работы в условиях знакопеременных режимов эксплуатации; 1

6. СВМ должны быть долговечны и износоустойчивы; 1

7. СВМ должны быть ремонтоспособны и обеспечивать ремонтные операции прогрессивными методами. 1

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ГИДРАВЛИКИ. 1

Гидравлика – наука о законах движения и равновесия жидкости. 1

Самое главное для гидравлики - чистота. 1

Жидкостью называется легкоподвижное тело, принимающее форму емкостей, в которых оно находится и характеризуется плотностью, сжимаемостью и вязкостью. 1

Плотность [ρ] – зависит от рода жидкости, температуры и давления, причем с увеличением температуры она уменьшается, а с повышением давления возрастает. 1

Сжимаемость – способность жидкости изменять свой объем при воздействии на нее сжимающих усилий. Жидкости и газы, в отличии от твёрдых тел, не обнаруживают сопротивления изменению их формы. Например, для изменения объёма жидкости или уменьшения объёма газа необходимо приложить внешние силы. Это свойство жидкости (газа) называется упругостью объёма. Сжимаемость характеризуется коэффициентом объемного сжатия (β_р). В общесудовых системах для воды β_р = 5·10^-10 м²/Н; для масла и топлива β_р = 7,4·10^-10 м²/Н. 1

Вязкость – способность жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу (движению) частиц. 1

Вязкость бывает динамическая и кинематическая и определяется в единицах Вязкости Условной (ВУ м²/с), стоксах (1Ст=10^-4 м²/с) или сантистоксах (сСт). Вязкость зависит от рода жидкости, температуры и давления, причем с увеличением температуры она также как и плотность уменьшается, а с повышением давления возрастает. 1

Давление [P] – величина, измеряемая силой, действующей перпендикулярно к поверхности на единицу площади [кг/см²]. 1

Если жидкость (газ) считать несжимаемым, то 1

P = ρgh , 1

где ρ - плотность, кг/м³; 1

g = 9,8 - ускорение свободного падения; м/с²; 1

h - высота столба жидкости (газа). 1

Давление в неподвижной жидкости. 1

Определим давление жидкости внутри герметичной емкости, например в точке А (см. рис.), тогда: , 1

где Р_А – абсолютное давление жидкости на уровне точки А, Па; 1

р_а – атмосферное давление, Па; 1

(на уровне моря при t=15ºC, р_а=101кПа=1,033кгс/см²=10,33м.вод.ст.=760 мм.рт.ст.) 1

γ – удельный вес жидкости, Н/м³. 1

γh_p – избыточное давление, Па; (манометрическое р_м = Р_А - р_а), может быть измерено манометром или с помощью стеклянной пьезометрической трубки. 1

Манометрическое давление иногда измеряют в единицах столба жидкости. Столб жидкости (газа), находясь в однородном поле тяготения, создает давление обусловленное весом этого столба. 2

Высота столба жидкости над точкой А (h_p – пьезометрическая высота) в сообщенной с атмосферой пьезометрической трубке пропорциональна манометрическому давлению в точке А, тогда: 2

Если в жидкости давление меньше атмосферного, то его называют вакуумметрическим, или вакуумом. 2

Для измерения вакуумметрического давления к емкости подсоединен чашечный вакуумметр (см. рис.). Высота столба жидкости в трубке вакуумметра над уровнем в чашке пропорциональна вакуумметрическому давлению на свободной поверхности жидкости, или: 2

, где 2

р_о – давление на поверхности жидкости внутри емкости, Па. 2

Примечание: Внешнее давление на жидкость (газ) передается во все стороны равномерно. (Закон Паскаля). 2

Тело, погруженное в жидкость (газ), испытывает действие выталкивающей силы, равное весу вытесненной им жидкости (газа). (Закон Архимеда). Эту силу называют силой плавучести 2

, 2

где V - объем части тела, погруженного по ватерлинию, м³. 2

Поток жидкости. 2

Давление жидкости на плоские поверхности 2

Сила, с которой жидкость действует на участок плоской поверхности, направлена перпендикулярно и равна произведению площади участка S на давление р_с в его центре тяжести (см. рис.). 2

Точка приложения силы давления Р называется центром давления, тогда давление в центре тяжести: , 2

где р_о – начальное гидростатическое давление, Па; 2

h_c – глубина погружения центра тяжести, м. 2

Тогда, сила давления жидкости на всю поверхность равна: , 3

где р_оS = P_о – сила начального гидростатического давления, Па; 3

γh_cS = P_изб – сила избыточного давления, Па. 3

Отсюда следует, что сила давления жидкости на плоскую поверхность будет: 3

3

Давление жидкости на криволинейные поверхности 3

Сила избыточного давления, с которой жидкость действует на криволинейную поверхность, находится как геометрическая сумма составляющих по трем взаимно перпендикулярным направлениям: вертикальному и двум горизонтальным. Например, в частном случае, если криволинейная поверхность цилиндрическая (см.рис.) на участок АВ действует сило Р, имеющая две составляющие: горизонтальную Px и вертикальную Pz. 3

; ; или 3

, 3

где h_cx – глубина погружения центра тяжести площади участка АВ; 3

Sx – площадь проекции поверхности АВ на вертикальную плоскость, перпендикулярную рассматриваемому горизонтальному направлению х; 3

W – объем тела движения, т.е. объем, ограниченный цилиндрической поверхностью, вертикальными проектирующими плоскостями и поверхностью воды. 3

ДВИЖЕНИЕ ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ. 3

Во всех жидкостях (газах) при движении элементарных слоёв, одних относительно других, возникают силы трения. Если эти силы малы, ими пренебрегают, и тогда, рассматриваемая жидкость (газ) называется идеальной. 3

Уравнение Бернулли. 3

Если скорость v и давление P остаются постоянными в каждой точке пространства, где протекает жидкость (газ), то такое движение называют стационарным. В этом случае через любые поперечные сечения трубы жидкость проходит равные объёмы т.е. S₁v₁ = S₂v₂ , 3

где S₁ и S₂ – площади двух разных сечений трубы; 3

v₁ и v₂ – скорости жидкости в этих сечениях. 3

При изменении сечения трубы и установившемся течении жидкости меняется не только скорость, но и давление, поэтому в любом сечении I-I и II-II (см. рис.) выполняется условие: 3

3

Из этого следует закон Торричелли: ,где H 4

v - скорость жидкости при вытекании из малого отверстия емкости; v 4

H - высота поверхности жидкости над отверстием (см. рис.). 4

ДВИЖЕНИЕ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ. 4

При движении в жидкости любого твёрдого тела, сила, действующая на него внутри вязкой среды, и направленная противоположно скорости тела – называется сопротивлением среды. Если за телом не возникает завихрений, то сопротивление среды пропорционально скорости тела. 4

Число Рейнольдса (Re) – безразмерный критерий механического подобия, характеризующий течение вязкой жидкости в трубопроводе. Физический смысл критерия Рейнольдса выражает отношение двух эффектов: сил инерции (подвижность жидкости) и силы вязкости. , 4

где d – диаметр трубопровода 4

υ – коэффициент кинематической вязкости 4

При одинаковых величинах Re жидкость, текущая в трубах разных диаметров и с разными скоростями, имеет одинаковые гидравлические характеристики. 4

Если число Рейнольдса меньше критической величины (Re _кр1=900-1600) – режим течения ламинарный (спокойный). Если число Рейнольдса больше (Re_кр2=2600-3600) – режим течения турбулентный (с завихрениями потока). В диапазоне между величинами Re_кр1 и Re_кр2 находится переходный режим течения (10⁴>Re>2300), т.е. как ламинарный, так и турбулентный. 4

В частном случае, при движении шара сопротивление среды можно определить по формуле Стокса: , 4

где - коэффициент внутреннего трения жидкости – вязкость, которая в значительной степени зависит от температуры среды. 4

Скорость равномерного падения шарика в вязкой среде 4

где ρ - плотность шарика; 4

СУДОВЫЕ НАСОСЫ 4

Для перемещения рабочей среды по трубам применяются насосы, вентиляторы, компрессоры. 4

Насос - агрегат, в котором механическая энергия приводного двигателя преобразуется в гидравлическую энергию потока жидкости. 4

Насосами осуществляется перемещение жидкостей (газов) по трубопроводам внутри судна, приём из-за борта или удаление за борт. Все судовые насосы предназначены для обеспечения нормальной работы главных и вспомогательных машин, а также для удовлетворения нужд членов судового экипажа и пассажиров. 4

ТРЕБОВАНИЯ К СУДОВЫМ НАСОСАМ. (Изложены в ПТЭ по насосам.) 4

КЛАССИФИКАЦИЯ НАСОСОВ. 5

Все судовые насосы подразделяются: 5

I. ПО НАЗНАЧЕНИЮ: 5

1. общесудовые - балластные, осушительные, противопожарные, санитарные; 5

2. специальные - водоотливные, креновые, дифферентные, грузовые, зачистные, моечные, и т.д.; 5

3. главных и вспомогательных устройств - топливные, масляные, охлаждения, питательные, циркуляционные, рассольные, топливо-, масло- перекачивающие, и т.д. 5

II. ПО ПРИНЦИПУ ДЕЙСТВИЯ: 5

III. ПО СПОСОБУ ПРИВЕДЕНИЯ В РАБОТУ: 5

1. автономные - имеющие свой собственный привод (ДВС, турбина, паровая машина, электродвигатель, ручной привод); 5

2. неавтономные - без собственного привода (насосы, навешанные на ДВС). 5

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАСОСОВ 5

I. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ (подача) - способность подавать определённо количество жидкости (газа) в единицу времени (м³/мин, м³/с, м³/час, кг/час, л/с и т.д.). Различают объёмную (Q) и массовую (G) производительность, которая зависит от: 5

1) геометрических размеров насосов; 5

2) технического состояния рабочего органа; 5

3) технического состояния сальников, прокладок; 5

4) величины гидравлических сопротивлений; 5

5) физико-технических характеристик жидкостей. 5

II. НАПОР (H) [м] - приращение одного килограмма жидкости или газа при прохождении их через насос. В эксплуатации контролируется давлением. Напор и давление связаны между собой зависимостью: Напор зависит от геометрической высоты всасывания и высоты нагнетания. 5

III. ВЫСОТА ВСАСЫВАНИЯ (Hвс) [м] - расстояние по вертикали от уровня жидкости на приёме насоса до оси насоса. Характеризует высоту, на которую насос способен поднять жидкость на всасывании. 5

Если насос находится ниже уровня жидкости, то высота всасывания будет отрицательная и называется ПОДПОРОМ насоса. 5

IV. ВЫСОТА НАГНЕТАНИЯ (Hн) [м] - расстояние по вертикали от оси насоса до уровня подъёма жидкости насосом, т.е. напор, необходимый для подачи жидкости на заданную высоту. Тогда, по отношению к насосам уравнение Бернулли будет иметь вид: , 5

где H - общий напор насоса; 5

Мощность насоса зависит от: 6

VII. ОБЩИЙ КПД НАСОСА (η) - характеризует гидравлические, объёмные и механические потери, которые идут на трение жидкости в насосе и трубопроводах; (η=0,15-0,9). Объёмный КПД (η_о) - характеризует утечки жидкости в соединениях трубопроводов на всасывании и нагнетании, в клапанах, клапанных коробках, а также протечки жидкости из одной полости насоса в другую при его износе; (η_о=0,35-0,95). 6

VIII. ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ (n) [об/мин, об/с, с^-1] – число оборотов вала насоса за единицу времени. Поршневые насосы характеризуются числом двойных ходов поршня. 6

ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ 7

Подразделяются по: 7

1) расположению цилиндров - вертикальные, горизонтальные, наклонные; 7

2) числу цилиндров - 1, 2, 3 и 4-х цилиндровые; 7

3) конструкции рабочего органа - поршневые, плунжерные; 7

4) способу приведение в работу - приводные, прямодействующие; 7

5) кратности действия - простого, 2-го, 3-го, 4-го, дифференциальные. 7

Принцип действия поршневого насоса. 7

Поршневой насос состоит из гидроцилиндров, поршней, клапанной коробки с нагнетательными и всасывающими клапанами. При движении поршня вверх в полости цилиндра создаётся разряжение. За счёт перепада давлений всасывающий клапан приподнимается и жидкость заполняет рабочий объём цилиндра. При перемещении поршня вниз в рабочей полости создаётся давление. Всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный - открывается и жидкость под давлением поступает в нагнетательный трубопровод. 7

Ручные поршневые насосы используются в качестве аварийных или как резервные для осушительных, санитарных, пожарных, топливных и масляных систем. Для повышения производительности насосов увеличивают число цилиндров, устанавливают насосы различного по кратности действия. 7

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ПОДАЧИ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ. 8

ВОЗДУШНЫЕ КОЛПАКИ. 8

Скорость движения поршня в цилиндрах насосов неодинакова и колеблется от "0" до "max". Изменение скорости влечёт за собой неравномерную подачу в виде пульсирующего потока, которая препятствует плавной посадке клапанов и приводит к появлению инерционных толчков в трубопроводах. 8

При этом может возникать деформация труб, их разрывы, опасность гидравлических ударов, поломка КИПов. Эти явления можно уменьшить установкой воздушных колпаков - гидроаккумуляторов, которые воспринимают на себя избыток жидкости. Эти колпаки представляют собой полый сосуд, установленный на всасывании или нагнетании насоса. 8

Если колпак стоит на нагнетании, то воздушная подушка, после прекращения подачи порции жидкости, выдавливает её в магистраль сплошным потоком т.к. объём воздушного колпака больше объёма гидроцилиндра насоса. 8

Если колпак установлен на всасывании - он имеет немного другую конструкцию. После прекращения периода всасывания воздушная подушка продолжает выдавливать жидкость во всасывающий трубопровод и поднимает её в приёмную полость насоса. 8

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ. 8

При изготовлении каждый образец поршневого насоса подвергают гидравлическим испытаниям, по результатам которых строят характеристики, а по ним определяют особенности работы. 8

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ. 8

РОТАЦИОННЫЕ НАСОСЫ. 9

Ротационные насосы используются для перекачки вязких жидкостей, а также в качестве продувочных в 2-х тактных ДВС. 9

Ротационные насосы подразделяются на: 9

Достоинства - сравнительно малая масса и габариты, равномерность подачи жидкости, возможность привода с большой частотой вращения. 9

Недостатки - малая всасывающая способность, необходимость подгонки частей т.к. с увеличением зазоров резко сокращается подача и давление. 9

РОТОРНЫЕ НАСОСЫ 9

РОТОРНО-ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ 10

НАСОСЫ С ФИГУРНЫМИ РОТОРАМИ. 11

Такие насосы вошли в историю техники как насосы Рутта. Они используются для продувки цилиндров мощных 2-х тактных дизелей. 11

Принцип их работы основан на вращении ведомого и ведущего кулачковых валиков от вала приводного механизма. Вращаясь, кулачковые роторы обкатываются друг по другу, при этом масса перекачиваемого потока из полости всасывания переносится по периферии корпуса в нагнетательную полость под малым давлением. 11

Насосы имеют сложную конфигурацию роторов, большую массу, габариты и, как следствие, довольно низкий КПД, поэтому их применение ограничено. 11

ШЕСТЕРЁННЫЕ НАСОСЫ. 12

На судах шестерённые насосы используются в топливных и масляных системах, для которых характерны небольшие подачи и малые давления. 12

Рабочими элементами насосов являются зубчатые шестерни с минимально возможными радиальными и торцевыми зазорами в корпусе. Ведущая шестерня насажена на ведущий вал через шпонку (или с натягом) и вращается от вала приводного механизма. Ведомая шестерня свободно насажена на ведомый вал и вращается от ведущей. При вращении валов шестерни захватывают жидкость впадинами зубьев в полости всасывания и переносят её по периферии корпуса в полость нагнетания под давлением до 5МПа (50кг/см²). 12

Шестерённые насосы выполняют с внутренним и внешним зацеплением. По типу зуба шестерён различают насосы с прямозубыми, косозубыми и шевронными шестернями. На судах применяют в основном насосы с внешним зацеплением и эвольвентным профилем зуба. Чаще шестерённые насосы выполняют одноступенчатыми, однако известны многоступенчатые и многопоточные насосы. 12

Особенности работы. Зазоры между зубьями шестерён, а также между шестернями и корпусом не должны превышать 0,2мм. 12

При вращении зубья шестерён, попадая во впадину, работают как поршень в цилиндре. При этом небольшой объём жидкости запирается в радиальном зазоре. Здесь возникают высокие давления (несколько де­сятков мегапаскалей), под действием которых зубья разрушаются, а также увеличивается нагрузка на подшипники и их износ. Для ликвидации этого вредного явления производят сверления разгрузочных отверстий. 12

КПД шестерённых насосов не превышает 0,6, а в ряде случаев равен 0,3; чем мощнее насос, тем выше КПД. 13

Несмотря на низкие значения КПД, эти насосы используются на судах в качестве автономных и навесных, как весьма надёжные в эксплуатации и обладающие хорошей всасывающей способностью. 13

Шестерённый насос типа РЗ-30. 13

Насосы изготавливаются с нижним и верхним расположением вала, левого и правого вращения. Привод осуществляется через эластичную муфту. 13

Корпус 1 насоса выполняется из бронзы или чугуна. Ведущий вал ротора 13 стальной, на который насажены через шпонку две косозубые шестерни 23 и 24. На валу ведомого ротора 11 насажены также две шестерни с косыми зубьями. Одна из шестерен 9 закреплена на валу шпонкой, вторая 10 насажена на вал свободно, благодаря чему она может самостоятельно входить в зацепление. Для компенсации осевого усилия шестерни установлены симметрично. Кроме того, во избежание смещений, шестерни закреплены на валу гайками 3 и 6 и стопорными винтами 4 и 8. Опорами вала роторов служат шариковые подшипники 7 и 22, или подшипники скольжения, которые представляют собой бронзовые втулки, запрессованные в гнёзда крышки и опорные стойки насоса. Смазывание подшипников и других трущихся деталей производится перекачиваемой жидкостью. 13

Узел 14 торцевого уплотнения вала состоит из пяты 18, подпятника 15 с резиновым амортизатором 16, двух колец стального упорного 20 и резинового уплотняющего 19, пружины 21 и стальной крышки 17. 13

Насос снабжён предохранительным клапаном 2 для перепуска перекачиваемой жидкости, если в напорном трубопроводе создаётся давление выше нормального. 13

Шестерённые насосы самовсасывающие, поэтому их заполняют перекачиваемой жидкостью только при первоначальном пуске. 13

ВИНТОВЫЕ НАСОСЫ. 14

Предназначены для перекачки масла, топлива, чистых вязких жидкостей и применяются для работы в системах гидравлики, например люковых закрытий крышек трюмов. 14

По конструкции винтовые насосы могут выполняться с одним ходовым винтом и более. Такие насосы могут создавать большую производительность и высокие давления 10МПа (100кг/см²). 14

Принцип работы винтового насоса. 14

При вращении ходового винта в приёмной полости насоса создаётся зона разряжения. Под действием перепада давлений жидкость по винтовой образующей выдавливается в межвинтовых каналах в нагнетательную полость насоса. 14

Если давление в напорной магистрали превысит рабочее, то сработает предохранительный клапан и перепустит поток жидкости из нагнетательной полости насоса во всасывающую, тем самым предохраняя напорный трубопровод от повреждений. 14

Винтовые насосы компактны, работают плавно, бесшумно при любом положении в пространстве. Они обладают большой высотой всасывания, их подача и КПД при изменении давлений неизменны. Жидкость движется без пульсаций, прямолинейно и равномерно. 14

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИНТОВЫХ НАСОСОВ. 15

1. Производительность (подача) м³/с, , 15

где F - площадь сечения ходового винта, через которую проходит жидкость, м²; 15

v - скорость потока жидкости внутри гидроцилиндра, м/с; v = tn 15

η_o - объёмный КПД насоса (0,91-0,99), что говорит о высокой степени герметичности и минимальных утечках жидкости. 15

2. Напор (H) - зависит от высоты всасывания и нагнетания. 15

3. Мощность , 15

где η_m - механический КПД, равный 0,85-0,95 15

4. Общий КПД - учитывает все виды потерь винтового насоса. 15

Из графических характеристик видно, что с ростом давления в насосе производительность немного падает. Это говорит о минимальных утечках жидкости в зазорах. Затраты мощности и КПД на привод увеличиваются. 15

ОБСЛУЖИВАНИЕ РОТАЦИОННЫХ НАСОСОВ 15

ЛОПАСТНЫЕ НАСОСЫ. 16

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ. 16

Все центробежные насосы классифицируются по следую­щим признакам: 16

по способу подвода жидкости к рабочему колесу 16

односторонние, 16

двухсторонние 16

по соединению проточной части 16

одноступенчатые, 16

многоступенчатые 16

по быстроходности 16

(характеризуется коэффициентом быстроходности, который влияет на форму колеса и относительную длину лопасти) 16

тихоходные, 16

нормальные, 16

быстроходные 16

по всасывающей способности 16

самовсасывающие, 16

несамовсасывающие 16

по давлению (напору) (более 5МПа) 16

(0,5 - 5МПа) 16

(менее 0,5МПа) 16

высоконапорные, 16

средненапорные, 16

низконапорные 16

по расположению вала 16

вертикальные, 16

горизонтальные; 16

по конструкции корпуса 16

однокорпусные, 16

секционные 16

По конструкции рабочие колёса (крылатки) бывают: 16

Кроме того, рабочие колёса различаются на три характерных типа: 17

Принцип работы. При вращении рабочего колеса в полости всасывания возникает область повышенного давления, и под действием перепада давлений жидкость проходит в межлопаточный аппарат либо в отводящий спиральный канал, где под действием центробежных сил масса потока на выходе приобретает высокую скорость (запас кинетической энергии). С большой скоростью поток жидкости поступает в диффузор корпуса, где и происходит преобразование кинетической энергии в напор насоса (потенциальную энергию). 17

Рассмотрим схему движения жидкости в спиральном корпусе центробежного насоса. 17

Частица 1 жидкости, покинув рабочее колесо насоса, проходит последовательно сечения I-I, II-II, III-III, IV-IV спирального корпуса и попадает в отливной патрубок-диффузор. Частица 2 жидкости проходит только три сечения II-II, III-III, IV-IV; частица 3 – два сечения и частица 4 – только одно. 17

Поскольку подобные процессы проходят постоянно, то ясно, что корпус центробежного насоса для обеспечения равенства скоростей потока должен иметь последовательно увеличивающееся проходное сечение. 17

НАПОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА. 18

ФОРМУЛА ЭЙЛЕРА 18

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ. 19

3. Мощность - зависит от развиваемого напора и получаемой производительности. При определении теоретической мощности необходимо учитывать потери протечек через лабиринтное уплотнение. 20

Внутренняя мощность ступени: 20

Эффективная работа ступени может быть определена с помощью внутреннего (политропного) КПД, при этом учитываются потери на все протечки и дисковое трение. 20

РЕГУЛИРОВАНИЕ ПОДАЧИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ 20

КОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ 22

ПРАВИЛА ОБСЛУЖИВАНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ 22

Особенности работы центробежных насосов. 23

ВИХРЕВЫЕ НАСОСЫ 23

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИХРЕВЫХ НАСОСОВ. 24

ГРАФИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИХРЕВЫХ НАСОСОВ. 25

Из характеристик видно, что с увеличением производительности напор резко падает. Это говорит о том, что большие массы жидкости при переходе из одного кармана рабочего колеса в другой теряют заряд энергии. КПД насоса сначала повышается, а потом начинает резко падать. Мощность при этом падает не так резко. 25

ОСЕВЫЕ НАСОСЫ 25

Явление кавитации. 25

Неправильно спрофилированный спиральный канал центробежного насоса нередко является причиной кавитации - нарушение сплошности потока жидкости, появления в нём областей пониженного давления, заполняемых выделяющимися парами жидкости. Эти области (разряжённые пространства) обычно возникают у стенок, ограничивающих поток жидкости. 25

Аналогичные явления могут наблюдаться во всасывающей части насоса при большой высоте всасывания или при повышенной температуре перекачиваемой жидкости. При кавитации резко снижается подача насоса, а его детали подвергаются быстрому механическому и химическому местным разрушениям. 25

Для предупреждения кавитации в насосах нужно снижать высоту всасывания, применять побудительные устройства, уменьшающие её высоту, устранять неплотности, а также уменьшать гидравлические сопротивления путём создания плавных переходов в каналах и гладких поверхностей на тракте движения жидкости. Основное условие предотвращения кавитации состоит в том, чтобы давление при входе на рабочее колесо было больше давления паров перекачиваемой жидкости. 25

СТРУЙНЫЕ НАСОСЫ 26

Струйные насосы (эжектор, инжектор) - устройства, в которых в результате движения струи жидкости, вытекающей из канала сужающегося сопла, имеющего определённую форму, достигается перепад давлений (∆P) и, тем самым обеспечивается перекачка жидкости (газа). В качестве рабочего тела может применяться вода от системы водотушения (водоструйный насос) или пар (пароструйный насос). 26

При подаче рабочего тела под давлением в сопловой аппарат, происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую и рабочее тело истекает из сопла с большой скоростью. В камере смешения при этом создаётся разряжение, куда под действием потока давлений будет подсасываться отливная жидкость. Рабочее тело подхватывает отливную жидкость в камере смешения и по отливному трубопроводу выносит её в цистерну или за борт. 26

Таким образом образован струйный насос, который работает только на отсасывающих магистралях при давлении окружающей среды. Такие насосы называются эжекторами. 26

Если после камеры смешения в одном корпусе эжектора поставить термодинамический диффузор, то отсасываемая жидкость (смесь) в этом диффузоре приобретёт давление. В этом случае струйный насос называется инжектором, который может работать на преодоление давления окружающей среды. 26

Преимущества: 26

используется для откачки загрязнённых вод с механическими примесями (зачистка трюмов); 26

отсутствие движущихся деталей; 26

возможность сухого всасывания. 26

Недостатки: 26

низкий общий КПД; 26

невозможность регулирования подачи; 26

срыв подачи из-за неплотностях в системе. 26

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СТРУЙНЫХ НАСОСОВ. 27

ВОЗДУШНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ И КОМПРЕССОРЫ 28

СУДОВЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ 28

Вентиляторы служат для подачи (перемещения) свежего заряда воздуха и отсасывания загрязнённого (пыльного) воздуха или газов. На судне вентиляторы применяют для создания искусственной вентиляции помещений и в качестве побудителей тяги в МКО. 28

Центробежный вентилятор типа ЦС устроен следующим образом. В корпусе вентилятора засасываемый воздух в осевом направлении поступает через приёмный раструб и рабочим колесом (ротором) нагнетается в патрубок. Электродвигатель своими лапами установлен на фундаменте и к торцевой части корпуса вентилятора присоединён фланцем. 28

Принцип работы. При вращении рабочего колеса вентилятора в приёмном патрубке создаётся зона разряжения, куда под действием перепада давлений подсасывается воздух из атмосферы. Он захватывается лопатками рабочего колеса и под небольшим (избыточном) давлении направляется к потребителям – в трюма, отсеки, салоны, каюты, в МКО. 28

Эталонным служит вентилятор, подающий 1м³ стандартного воздуха в секунду под давлением 294 Па (при наивысшем КПД), потребляя мощность 294Вт. 28

Стандартным считается воздух при температуре 20°С и давлении 103 Па с относительной влажностью 50% при плотности 11,2кг/м³. 28

Тогда коэффициент быстроходности: , 28

где n - частота вращения ротора данного вентилятора, (об/мин); 28

qv - подача вентилятора, (м³/с); 28

p - развиваемое (суммарное) давление вентилятора, (Па); 28

H - напор, (мм) , 28

где ρ - плотность среды, (кг/м³); 28

g - ускорение свободного падения, (м/с²) 28

Потребляемую вентилятором мощность можно определить по формуле: 28

, 28

где Qv - подача вентилятора, (м³/час); 28

КОНСТРУКЦИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ 29

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ 30

ПТЭ СУДОВЫХ НАСОСОВ 32

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ СУДОВЫХ НАСОСОВ 32

ВОЗДУШНЫЕ КОМПРЕССОРЫ 32

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА И РАБОЧИЕ ПРОЦЕССЫ В КОМПРЕССОРЕ 32

КОМПРЕССОРЫ И СТАНЦИИ ДЛЯ СЖАТИЯ ВОЗДУХА, ПРИРОДНОГО ГАЗА, ВОДОРОДА И ДР. ГАЗОВ 35

ОГЛАВЛЕНИЕ 37

37

1