6 .Устройство и принцип действия центробежного насоса. Конструкция рабочего колеса

Центробежный насос состоит из колеса с лопатками, сидящего на валу внутри улиткообразного корпуса.

Схема ЦБН: 1-лопастное рабочее колесо, 2-вал, 3-улиткообразный (спиральный) корпус, 4,5-всасывающий и нагнетательный потоки, 6-лопатка (лопасть), 7-расщиряющийся спиральный канал между колесом и корпусом

Жидкость поступает в центральную часть колеса из всасывающего патрубка 4 параллельно валу иначинает вращаться. Центробежной силой жидкость отбрасывается от центра колеса к его перефирии. В результате в центре колеса образуется разряжение, обеспечивающее непрерывный, плавный и равномерный подсос жидкости. Пройдя через криволинейные каналы колеса, образованные лопастями и поверхностями дисков, жидкость выбрасывается из колеса в расширяющийся канал7, а затем через патрубок 5 выталкивается в нагнетательные линии.

При движении через рабочее колесо и спиральную камеру часть кинетической энергии жидкости переходит в потенциальную энергию давления (за счетрасширения каналов между лопастями и спиральной камеры). Т.е. скорость жидкости уменьшается, а давление растет. Переход энергии происходит согласно уравнению Бернулли

Перед пуском ЦБН заливают перекачиваемой жидкостью.

На схеме – одноступенчатый ЦБН. Напор одноступенчатых ЦБН (с одним рабочим колесом) обычно не превышает 50 м.. Для получения более высоких напоров используют многоступенчатые ЦБН. Напор многоступенчатых ЦБН (с несколькими колесами в одном корпусе на одном валу) обычно не превышает 20 Мпа.

Рабочее колесо образуют два диска, соединенные между собой лопатками:

1 – сплошной диск; 2 – диск с отверстием для входа перекачиваемой жидкости.

Лопасть делят пространство между дисками на ряд криволинейных каналов, расширяющихся от центра к периферии.

7.Сравнительная характеристика поршневых и центробежных насосов (по производительности, напору, кпд, равномерности подачи, сложности устройства)

ЦБН во многих химических производствах полностью вытеснили поршневые. Это объясняется рядом достоинств ЦБН:

1. низкая металлоемкость, вес, фундамент и занимаемая площадь;

2. равномерная, плавная и непрерывная подача жидкости без воздушных колпаков;

3. простота устройства, ремонта и обслуживания. (отсутствие клапанов и воздушных колпаков; передаточного механизма, т.е. возможность непосредственного присоединения приводов);

4. дешевизна;

5. возможность перекачивания суспензий;

6. надежность и долговечность;

7. свойство саморегулирования.

Недостатки ЦБН:

1. относительно низкий напор;

2. низкий к.п.д. при производительностях < 0,25 – 0,30 м³/с;

3. трудность конструктивного выполнения, низкопроизводительность насосов;

4. необходимость предварительной заливки насоса жидкостью;

5. кавитация (захлопывание газов и паровых пузырьков в области высокого давления). Сопровождается шумом и вибрацией, которые вызывает множество гидравлических микроударов. При этом падают все основные рабочие параметры ЦБН и сокращается срок его службы.

Достоинства поршневых насосов:

1. высокий напор при небольшой производительности;

2. нет необходимости предварительной заливки насоса жидкостью;

3. независимость объемной подачи (производительности) от напора Н (подача не зависит от гидравлического сопртивления);

4. высокий к.п.д.;

Для поршневых насосов V ≤ 150 м³/ч, Р = 5 – 100 МПа и выше.