13.Характеристика центробежного насоса.
Характеристика центробежного насоса, т.е. графическая зависимость напора, мощности и КПД от подачи при постоянных значениях частоты вращения, вязкости и плотности жидкой среды на входе в насос, представлена на рис. 2.3. Напорная характеристика H = H(Q) и мощностная характеристика N = N(Q) являются независимыми; кривая КПД η = η(Q) определяется первыми двумя.
Рис. 2.3. Характеристики центробежного насоса
Анализ устройства и принципа действия центробежного насоса показал, что эта машина будет иметь достаточную эффективность при условии быстроходного привода. Центробежные насосы применяются в водоснабжении, в энергетике, в системах топливоподачи, в различных технологических процессах. Они перекачивают различные жидкие среды: от жидкого водорода до расплавленного металла. Диапазон подач колеблется от 10 см3/c до 10 м3/c , давление – от 104Н/м2 (0,1 кг / см2 ) до 5 107 Н/м2 (500 кг / см2 ), частота вращения достигает 100000 об/мин и более.
14 Лопастные гидравлические машины и гидродинамические передачи
Различные виды лопастных гидромашин, их назначение. Основные параметры лопастных гидромашин, Классификация лопастных гидромашин по принципу действия, Основные конструктивные схемы гидротурбин, насосов и насос-турбин. Элементы проточной части лопастных гидромашин (центробежного насоса, реактивной гидротурбины, насос-турбины, гидромуфты и гидротрасформатора), их назначение. Понятие о рабочем и теоретическом напоре, гидравлическом КПД гидротурбины и насоса. Виды потерь энергии лопастных гидромашин, их общий КПД.
Основные условия подобия в лопастных гидромашинах. Связь между основными параметрами подобных гидромашин. Приведенные величины, коэффициент быстроходности, Классификация лопастных гидромашин по быстроходности и области их применения. Физическая сущность кавитации, ее последствия. Высота всасывания насоса и гидротурбины. Меры защиты от кавитации. Основные методы расчета рабочих органов лопастных гидромашин. Абсолютное и относительное движение жидкости в рабочем колесе. Треугольник скоростей. Уравнение Эйлера лопастной гидромашины (для насоса и гидротурбины). Рабочие и универсальные характеристики гидротурбины, насоса и насос-турбины. Способы регулирования лопастных гидромашин. Моментные характеристики лопастных гидромашин. Совместная работа насоса и сети.
Классификация гидродинамических передач. Основы рабочего процесса, баланс моментов, баланс напоров. Виды потерь; внешняя, универсальная и тяговая характеристики гидромуфт. Приведенные параметры и приведенная характеристика, ее связь с типом лопастной системы. Способы управления гидромуфтой, предельные гидромуфты со статическим и динамическим самоопорожнением. Влияние типа нагрузки на вид внешней характеристики и на потери; тепловой баланс. Расчет гидромуфты на основе моделирования с использованием приведенных характеристик. Особенности рабочего процесса гидротрансформатора, схемы проточной части. Внешняя и приведенная характеристики.
Типы гидротрансформаторов, конструктивные схемы (комплексных, многоколесных и многоступенчатых). Системы питания и охлаждения, тепловой баланс. Способы управления гидротрансформаторами. Согласование работы двигателя и гидротрансформатора. Методы расчета лопастных систем. Основы расчета характеристик гидротрансформатора.
1. КОЭФФИЦИЕНТ БЫСТРОХОДНОСТИ ТИХОХОДНЫХ
Большое значение приобретают перспективные научно-исследовательские работы по созданию научного задела для дальнейшего прогресса насосостроения. Здесь к основным направлениям научно-исследовательских работ относится создание высокопроизводительного, надежного насосного оборудования для транспортировки нефти.
На практике при выборе лопастного насоса широко используется размерный коэффициент быстроходности
(1)
где n – частота вращения рабочего колеса, об/мин; Q – оптимальная подача, Н – напор, развиваемый центробежным насосом.
Коэффициент быстроходности ns (или удельной коэффициент быстроходности) является универсальным параметром, критерием подобия. Это означает, что если два насоса имеют различные значения n, Q и H, но одно и то же значение ns, то они называются подобными.
Конструкция рабочего колеса в значительной степени зависит от ns. В зависимости от его значения рабочие колеса лопастного насоса условно разделяют на пять основных типов:
При увеличении ns, как правило, наружный диаметр рабочего колеса d2 уменьшается.
Величина ns характеризует данный тип насоса и облегчает выбор типа насоса для определения подачи Q, при заданном напоре Н. Наивысший КПД имеют центробежные насосы с ns = 90…300. Таким образом, выбор ns (удельной быстроходности) диктуется экономическими соображениями и стремлением получить высокий КПД и малые габариты насоса при допустимой высоте всасывания.
1.1.
Перевод коэффициента быстроходности ns в систему СИ
Если центробежный насос подаёт Qs м3/сек жидкости, то при Н =1м полезная мощность будет:
Зависимость (5) записана для воды в системе СИ.
1.2.