3Классификациянасосов

Центробежные

Осевые

Диагональные

Вихревые

Струйные

Эрлифты

Шнековые

Поршневые

Плунжерные

Диафрагменные

Шестеренные

Винтовые

Шиберные

ские.

Попринципудействиянасосыподразделяютнаобъемныеидинамиче-

Вобъемныхнасосахэнергияидавлениеповышаютсяврезультатевы-

тесненияжидкостииззамкнутогопространствателами,движущимисявоз-вратно-поступательноиливращательно. Всоответствиисэтимпоформедвижениярабочихоргановихподразделяютнавозвратно-поступательные(поршневые,плунжерные,диафрагменные)ивращательные,илироторные(шестеренные,винтовыеидр.).

Вдинамическихнасосахэнергияидавлениежидкостиповышаютсяподдействиемцентробежнойсилы,возникающейпривращениилопастныхколес(например,вцентробежныхиосевыхнасосах),илисилтрения(например,вструйныхивихревыхнасосах).Поэтомуповидусиловогодействиянажид-костьдинамическиенасосыподразделяютналопастныеинасосытрения.

Наиболеераспространеннымидинамическиминасосамиявляютсялопастные.Кданномувидунасосовотносятся центробежныеиосевые.Работаэтихнасо-совосновананаобщемпринципе–силовомвзаимодействиилопастейрабоче-гоколесасобтекающимихпотокомперекачиваемойжидкости. Однакомеха-низмэтоговзаимодействияуцентробежныхиосевыхнасосовразличен,что,естественно,приводитксущественнымразличиямвихконструкцияхиэкс-плуатационныхпоказателях.

Большоечислоконструкцийнасосовобусловленомногообразиемзадачтранспортированияжидкостей,встречающихсявхимическойпромышленно-сти. Например,требуемаяподачанасосаможетводном случае составлятьне-скольколитроввчас(т.е.дм³/ч),авдругом–несколькодесятковкубическихметроввсекунду.

3.1Динамическиенасосы

1. Центробежныенасосы

Наиболеераспространеннымидинамическиминасосамиявляютсяцен-тробежные.Схемацентробежногонасосапредставленанарисунке3.1.Ос-новнымрабочиморганомцентробежногонасосаявляетсясвободновраща-ющеесявнутриспиралевидного(илиулитообразного)корпуса1колесо2,на-саженноенавал9.Междудискамиколеса,соединяяихвединуюконструк-цию,находятсялопасти(лопатки)3,плавноизогнутыевсторону,противо-положнуюнаправлениювращения колеса.Внутренниеповерхностидисковиповерхностилопатокобразуюттакназываемыемежлопастныеканалыколе-са,которыеприработенасосазаполненыперекачиваемойжидкостью.Вса-сываниеинагнетаниежидкостивцентробежныхнасосахпроисходитравно-мерноинепрерывноподдействиемцентробежнойсилы,возникающейпривращенииколеса.

Рис.3.1–Центробежныйнасос:

1–корпус;2–рабочееколесо;3–лопатки;4–линиядлязаливанасосапередпуском;5–всасывающийтрубопровод;6–обратныйклапан;

7–фильтр;8–нагнетательныйтрубопровод;9–вал;10–сальник

Припереходежидкостиизканаларабочегоколеса2вкорпус1проис-ходитрезкоеснижениескорости,врезультатечегокинетическаяэнергияжидкостипревращаетсявпотенциальнуюэнергиюдавления,т.е.происходитпревращениескоростивдавление,необходимоедляподачижидкостиназа-даннуювысоту.Приэтомвцентреколесасоздаетсяразрежение,ивследст-виеэтогожидкостьнепрерывнопоступаетповсасывающемутрубопроводувкорпуснасоса,азатемвмежлопастныеканалырабочегоколеса.Еслипередпускомцентробежногонасосавсасывающийтрубопровод5икорпус1неза-литыжидкостью,торазрежения,возникающеговэтомслучаепривращенииколеса,будетнедостаточнодляподъемажидкостивнасос(вследствиезазо-ровмеждуколесомикорпусом).Поэтомупередпускомцентробежногонасо-саегонеобходимозалитьжидкостьюспомощьюлинии4.Длятогочтобыприэтомжидкостьневыливаласьизнасоса,навсасывающемтрубопроводеустанавливаютобратныйклапан6.Герметизациянасосаосуществляетсяспомощьюсальника10.Дляотводажидкостивкорпусенасосаимеетсярас-ширяющаясяспиралевиднаякамера;жидкостьизрабочегоколесапоступаетсначалавэтукамеру,азатемвнагнетательныйтрубопровод8.

Внасосахсоднимрабочимколесомсоздаваемыйнапорограничениобычнонепревышает50-100мстолбажидкости.Длясозданияболеевысо-кихнапоровприменяютмногоступенчатыенасосы.Вэтихнасосахперека-чиваемаяжидкостьпроходитпоследовательночерезрядрабочихколес,на-саженныхнаобщийвал.Создаваемыйтакимнасосомнапорориентировочноравеннапоруодногоколеса,умноженномуначислоколес.В зависимостиотчислаколес(ступеней)различаютнасосыдвухступенчатые,трехступенчатыеит.д.

Центробежныенасосыширокоприменяютсяпрактическивовсехпро-изводствах итехнологиях,гденеобходимоперекачиватьзначительныеобъе-мыжидкостейпривысокихдавленияхнагнетания.

Косновнымпреимуществамцентробежныхнасосовможноотнестиплавную инепрерывнуюподачупридостаточновысокихзначенияхкоэффи-циентаполезногодействия,относительнопростоеустройство,а,следова-тельно,высокаянадежностьидолговечность,отсутствуютповерхноститре-нияклапанов,чтосоздаетвозможностидляперекачиваниязагрязненныхжидкостей,непосредственноесоединениесвысокооборотнымидвигателямиспособствуеткомпактностинасоснойустановкииповышениюееКПД.

Кнедостаткамцентробежныхнасосовотноситсяограниченностьихприменениявобластималыхпроизводительностейибольшихнапоров.

Движениежидкостивнутрирабочегоколесахарактеризуетсяабсолют-нойскоростьюС.Этаскоростьможетбытьпредставленагеометрическойсуммойдвухскоростей:окружнойиотносительной.ОкружнаяскоростьUхарактеризуетдвижениежидкостипоокружностивместесколесом,онана-правленапокасательнойкокружности,тоестьперпендикулярнорадиусуок-ружности.ОтносительнаяскоростьWхарактеризуетдвижениежидкостивдольлопаток,направленапокасательнойклопатке.Графическоеизображе-ниеэтихскоростейноситназваниепараллелограммскоростей.Рассмотрим

скоростьжидкостинавходеврабочееколесоинавыходеизнего.Построивпараллелограммскоростей,находимскоростьC_1навходежидкостиврабо-чееколесо,направленнуюподугломα₁,искоростьC_2навыходеизколеса,направленнуюподугломα_{2(рисунок}3.2).

Рис.3.2–Параллелограммскоростей

Придвижениижидкостивнутрирабочегоколесаееабсолютнаяско-ростьувеличиваетсяотC_1доC₂.Увеличениеэнергии жидкостивколесепро-исходитвследствиесиловоговоздействиялопатокнажидкость.Основноеуравнениецентробежногонасосаустанавливаетзависимостьмеждутеорети-ческимнапоромН_т, создаваемымколесомискоростью движенияжидкостивколесе.ЭтоуравнениеназываетсяуравнениемЭйлера:

H_Т

C_2U_2cos_2C_1U_1cos_{1, (3.1)}

1

g

где

^H_Т–теоретическийнапорцентробежногонасоса,м;

C_1,C₂

• абсолютныескоростинавходеврабочееколесоинавыходеиз

негосоответственно,м/с;

U_1,U₂

• окружныескоростинавходеврабочееколесоинавыходеиз

негосоответственно,м/с;

_1,₂

• уголнаправленияабсолютнойскоростинавходеврабочееко-

лесоинавыходеизнегосоответственно;

^g–ускорениесвободногопадения,м/с².

Напрактикенасосыизготавливаюттакимобразом,чтобыα₁≈90º,тоестьсоsα₁₌0,этоусловиебезударноговходажидкостивколесо.Тогдаос-новноеуравнениецентробежногонасосапринимаетвид:

H_Т

1

C_2U_2cos_{2. (3.2)}

g

Действительныйнапорнасосаможетбытьопределенкак:

^H_д^H_Т^_Г^, (3.3)

где

^H_д–действительныйнапорцентробежногонасоса,м;

^_Г–гидравлическийкоэффициентполезногодействиянасоса;

o–коэффициент,учитывающийчислолопаток.

Значение^_Г

зависитотконструкциинасосаиегоразмеровинаходится

впределахот0,8до0,95;значениеобычносоставляетот0,7до0,8.

Напор,создаваемый центробежным лопастнымнасосом,зависиттакжеоттипалопастейрабочегоколеса,отнаправленияструижидкости,выбрасываемойизмежлопастногопространстварабочегоколеса,определяемогоразмерамиугловα_2иβ_{2(рисунок}3.3).Теориейиопытомустановлено,чтонаибольшийнапорсоздаетсярабочимколесомслопастями,загнутымивпереднавстречувращениюрабочегоколеса,наименьший–слопастями,отогнутыминазад.Следуетотметить,чтосчрезмернымростомабсолютнойскоростижидкостиС_{2(рисунок}3.3,в)навыходеизрабочегоколеса,егоКПДпадает.Этопроисходитнетольковследствиеповышенныхпотерьприпреобразованиикинетическойэнергиивпотенциальнуюэнергиюдавления,ноипопричинезначительногоискривленияканаловмежлопастногопространства вслучае,когда лопасти загнутывперед(β₂>90°).Рабочееколесосрадиальнымилопастямисоздаетнекоторыйсреднийнапор,чтоотраженонарисунке3.3,бразмеромвектораабсолютнойскоростиС₂,впараллелограммахскоростей,определяющейнапор.Напрактике,восновном,применяютрабочиеколесаслопастями,отогнутыминазад,хотяониисоздаютменьшийнапор,всравнениислопастями,загнутымивперед,нозатообеспечиваютболеевысокийКПДрабочегоколеса.Практикойустановленооптимальноезначениеугловα_2иβ_2впределах:α₂₌5°...18°(чаще8°...12°);β₂₌14°...60°(чаще15°...35°).

а б в

Рис.3.3–Типылопастейрабочихколесцентробежныхнасосов:а–лопасти,отогнутыеназаднавстречувращениюрабочегоколеса;б–радиальныелопасти;в–лопастизагнутыевперед

Подачацентробежногонасосанапрямуюзависитотабсолютнойскоро-стижидкостинавыходеизрабочегоколеса,котораявсвоюочередьзависитотчастотывращениярабочегоколесанасосаn.Чембольшечастотавращениярабочегоколесанасоса,тем вышеабсолютнаяскоростьвращения,а,следова-тельно,ивышеподачанасоса.Подачанасосапропорциональнаабсолютнойскоростижидкостинавыходеизрабочегоколесавпервойстепени.Прииз-менениичастотывращениярабочегоколесаотn_1доn_{2подача}насосаизме-нитсяотQ_1доQ₂.Еслисоблюдаетсяусловиеподобиятраекторийдвижениячастицжидкости,тобудутгеометрическиподобныпараллелограммыскоро-стейвлюбыхточкахпотока,рисунок3.4:

Рис.3.4–Подобиепараллелограммовскоростейприразличнойчастотевращениярабочегоколеса

Такимобразом:

C

U

Q

' '





2 2 1

C

U

Q

" "

2 2 2

_n_1n2

. (3.4)

Таккакнапорнасосапропорционалениабсолютной

^C_2иокружной

^U_{2скоростям}жидкостинавыходеизнасоса(уравнение(3.2)),тоочевидно,чтонапорцентробежногонасосапропорционаленквадратучастотывращениярабочегоколеса.Тогда

2

H₁ ^n₁^

n

_^ _^

^H2 2

. (3.5)

Согласноуравнению(2.14)мощностьнасосапропорциональнапроиз-ведениюQH,поэтомуможнозаписатьчтоN~n³.Тогда

3

N₁ ^n₁^

n

_^ _^

^N2 2

. (3.6)

Уравнения(3.4)-(3.6)называютсязаконамипропорциональности.Зако-

ныпропорциональностипозволяютпооднойопытнойхарактеристикепо-строитьрядхарактеристикцентробежногонасоса.Однакоэтизаконырабо-таютлишьвмалыхпределахизменениячастотывращениярабочегоколеса.

Коэффициентбыстроходности–частотавращениярабочегоколесанасоса,подобногоданномурабочемуколесу,принапоре1м,подачежидко-стиравной0,075м³/с.Коэффициентбыстроходностиопределяетсяпутемана-лизалопастныхнасосовиявляетсяосновнымкритериемподобиявсейсерииподобныхнасосов,работающихвподобныхрежимах.Коэффициентбыстро-ходностирассчитываетсяследующимобразом:

n3,65ⁿ

Q

, (3.7)

^S _H34

где

ⁿ_S–коэффициентбыстроходности;

n–частотавращениярабочегоколеса,об/мин;

^Q–подачавоптимальнойточкехарактеристикинасоса,м³/с;

H–напорвоптимальнойточке характеристикинасоса,м.

Втаблице3.1представленытипынасосовпозначениюкоэффициентабыстроходности.

Таблица3.1

Типнасоса	Коэффициентбыстроходности
Тихоходныецентробежныенасосы	от50до80
Центробежныенасосынормальнойбыстроходности	от80до150
Быстроходныецентробежныенасосы	от150до350
Диагональныеполуосевыенасосы	от350до500
Осевыенасосы	от500до1500

Длянадежнойэксплуатациииподборацентробежныхнасосовнеобхо-димознать,какизменяютсяосновныепараметрынасосовприразличныхус-ловияхихработы,тоестьиметьсведенияобизменениинапораH,мощно-стиNикоэффициентаполезногодействиянасоса^приизмененииподачи

^Q.Зависимости междуэтимипараметрами(H

f(Q),N

f(Q),

f(Q))

принятовыражатьграфическиввиде кривыхлиний,называемыххарактери-стикаминасосов.

ОсновнойхарактеристикойсчитаетсязависимостьнапораотподачинасосаH=f(Q)припостояннойчастотевращения.

Характеристикинасосамогутбытьтеоретическиеидействительные.Получаютсяони,соответственно,путеманализауравненияЭйлера,сучетомгеометрическихразмероврабочегоколесаипараллелограммовскоростей,инаоснованииопытныхданных,полученныхврезультатепроведенияиспы-таний.

Теоретическиехарактеристикизависятоттипалопастейиразмерауглаβ₂.Теоретическаяглавнаяхарактеристиканасосасбесконечнобольшимчисломлопатокграфическиможетбытьпредставленаввидепрямойлинии.Еслилопаткинасосарадиальные(β₂₌90º),тотеоретическийнапор насосанезависитотподачи,и графикзависимостиH_т=f(Q)имеет видпрямойпараллельнойосиабсцисс.Еслилопаткинасосазагнутывперед(β_2>90º),напорнасосаувеличиваетсясростомподачи.Еслилопаткизагнутыназад(β_2<90º),напорнасосауменьшаетсясростомподачи.Теоретическаяглавнаяхарактеристикацентробежногонасосапредставленанарисунке3.5.

_т,м

β_2>90º

β₂₌90º

2

² β_2<

90º

м³/с

Рис.3.5–Теоретическаяглавнаяхарактеристикацентробежногонасоса

Полныйтеоретическийнапор,создаваемыйнасосом,согласноуравне-ниюБернулли,состоитизстатическогоН_стидинамическогоН_д,тоесть:

^H_п^H_ст^H_д, (3.8)

где

^H_п–полныйтеоретическийнапор,создаваемыйнасосом,м;

P

^Hст



g

_2

–статический(пьезометрический)напор,м;

^H_д^ –динамический(скоростной)напор,м.

2g

Установленотакже,чтополныйтеоретический

^H_п,статический

^Hсти

динамический

^H_{днапоры}зависятотуглаустановкилопаткирабочегоколеса

насосаβ_{2(рисунок}3.6).Изрисунка3.6следует,чточембольшеотогнутывпередлопаткинавыходеизрабочегоколеса(β_2>90°),темвбольшеймере

полныйтеоретическийнапорсоответствуетдинамическомунапору(статиче-скийнапорпрактическиотсутствует).Суменьшениемуглаβ_{2динамический}напорубываетповеличине,одновременноувеличиваетсядолястатическогонапора.Приβ₂₌90°динамическийистатическийнапорыоказываютсярав-нымиповеличине.Дальнейшееуменьшениеуглаβ_{2приводит}куменьшениюполногонапора, приэтомдолястатическогонапоравозрастаетвсравнениисдолейдинамическогонапора.Какужеотмечалось,вцентробежныхнасосахприменяютсярабочиеколесаслопатками,отогнутыминазад(β_2<90°),чтообъясняетсятем,чтопризагнутыхвпередлопатках(β_2>90°)полныйтеоре-тическийнапорможетоказатьсяравнымдинамическому,авреальныхтех-нологическихкоммуникациях,порегламентамтехнологий,необходимона-личиеистатическогонапора.

0º 90º 180º

Рис.3.6–Зависимостьполноготеоретического,статическогоидинамическогонапоровнасосаотуглаустановкилопастейрабочегоколеса

Действительные(рабочие)характеристикинасосовотличаютсяоттеоретическихтем,чтоучитываютразличныепотериэнергии(напора)вна-сосах,ихчащевсегонаносятнаоднополечертежа.Натакиххарактеристи-кахобычноуказываютпределыподач,рекомендуемыхприэксплуатацииданного насоса,соответствующиемаксимальнымзначениямКПДнасоса.Действительныехарактеристикицентробежныхнасосовпредставленынари-сунке3.7.

Рис.3.7–Действительныехарактеристикицентробежногонасоса

Приведенныенарисунке3.7характеристикицентробежногонасосасправедливыдляопределеннойчастотывращениярабочегоколеса,прииз-менениичастотывращенияхарактеристикинасосатакжеменяются(рисунок3.8).

Рис.3.8–Характеристикацентробежногонасосаприразныхчастотахвращениярабочегоколеса(n_1>n₂)

Подачацентробежногонасосазависитотнапораи,следовательно,взначительнойстепениотгидравлическогосопротивлениясетитрубопрово-довиаппаратов,черезкоторыетранспортируетсяжидкость.Поэтомусисте-мунасос-сетьследуетрассматриватькакединоецелое,авыборнасосногооборудованияитрубопроводовдолженрешатьсянаоснованиианализасо-вместнойработыэлементовэтойсистемы.

Совместнаяработанасосовисетихарактеризуетсяточкоймате-риальногоиэнергетическогоравновесиясистемы.Дляопределенияэтойточкинужнорассчитатьэнергетическиезатратывсистеме.Посколькуанали-тическийрасчетрежимнойточкиработынасосасвязансозначительнымобъ-емомвычислений,товпрактикегидравлическогорасчетанасосныхустано-вокиприанализережимовработынасосовширокоприменяютграфоанали-тическийметодрасчетасовместнойработысистемнасос-сеть(рисунок3.9.)Дляэтоговоднихкоординатахстроятхарактеристикусетииглавнуюхарак-теристикунасоса.

Рис.3.9–Совместнаяхарактеристикацентробежногонасосаисети1–характеристикасети;2–характеристикацентробежногонасосаприразныхчастотахвращениярабочегоколеса(n_1>n₂)

Точкупересечениядвухэтихкривых(точкуА)называютрабочей,илирежимной,точкой.ЭтаточкасоответствуетмаксимальнойподачежидкостиQ_{1насосом}вданнуюсеть.Еслинужноувеличитьподачувсеть,тоследуетувеличитьчастотувращениярабочегоколесавсоответствиисуравнением(3.3).Еслиэтоневозможно,тонужнопоставитьновый,болеепроизводи-тельныйнасосиликаким-тообразомснизитьгидравлическоесопротивлениесети.ПринеобходимостисниженияподачидозначенияQ_{2необходимо}из-менитьхарактеристикусети:частичноперекрывнагнетательныйтрубопро-вод,чтоприведеткпотерямнапоранапреодолениегидравлическогосопро-тивлениязадвижкииливентилянаэтомтрубопроводе.Такоерегулирование(снижение)подачидопустимотольковслучаемалыхпроизводительностейнасосов.Дляусловийбольшихподачследуетдлятакогослучаярассмотретьвозможностьзаменынасосаменьшейпроизводительностинанасосбольшейилиснижениячислаоборотоврабочегоколеса.Такимобразом,центробеж-ныйнасосдолженбытьвыбрантак,чтобырабочаяточкаотвечалазаданной

производительностиинапорупримаксимальновозможныхзначенияхкоэф-фициентаполезногодействиянасоса.

Припараллельнойработедвухилиболеенасосовпроисходитувеличе-ниепроизводительности. Основнымусловиемпараллельнойработыявляетсяблизостьиххарактеристикпонапору,впротивномслучаеболеевысокона-порныйнасосбудетвытеснятьпотокнасосасменьшимнапоромиувеличе-нияпроизводительностивэтомслучаенеполучится.Схемапараллельнойработыдвухнасосовпредставленанарисунке3.10.Нарисунке3.11пред-ставленыхарактеристикадвуходинаковыхнасосов,работающихпараллель-ноихарактеристикасети,накоторуюониработают.Построениесовместнойхарактеристикипараллельноработающихнасосоввыполняетсяпутемсло-женияабсцисс(подач)отдельныххарактеристиккаждогонасоса.

2

Р₂

1 _Нг

3

Р₁

Рис.3.10–Схемапараллельнойработыдвухцентробежныхнасосов:

1–центробежныенасосы;2–приемныйрезервуар;3–исходныйрезервуар

Рис.3.11–Характеристикадвуходинаковыхцентробежныхнасосов,работающихпараллельно:

1–характеристикасети;2–характеристикацентробежногонасоса;

3–характеристикадвуходинаковыхцентробежныхнасосов,работающихпараллельно

Припараллельнойработенасосовсразличнымихарактеристикамина-соссменьшимнапоромможетначатьработувобщийтрубопроводлишьто-гда, когданасоссбольшимнапоромсувеличениемпроизводительностисни-зитсвойнапордомаксимальновозможногонапоранизконапорногонасоса.Впротивномслучаенасоссбольшимнапоромбудетвытеснятьвторойнасос,имеющийменьшийнапор.Характеристикасовместнойработыдвухразно-типныхнасосовприведенанарисунке3.12.

Рис.3.12–Характеристикадвухразнотипныхцентробежныхнасосов,работающихпараллельно:

1–характеристикасети;2,3–характеристикицентробежныхнасосов,работающихпараллельно;4–характеристикадвухцентробежныхнасосов,работающихпараллельно

Припоследовательнойработедвухилиболеенасосовпроисходитувеличениенапора.Последовательнаяработанасосовнасетьприменяетсятогда,когданеобходимопринеизменнойподачеполучитьбольшийнапорвсети,чемможетобеспечитьодиннасос.Приэтомнасосывключаютсявсетьтакимобразом,чтоодиннасоснагнетаетжидкостьвовходнойпатрубоквторогонасоса.Необходимымусловиемпоследовательнойработынасосовявляетсяблизость(лучшеравенство)иххарактеристикпопроизводительно-сти.Схемапоследовательнойработыдвухнасосовпредставленанарисунке

3.13.Нарисунке3.14представленыхарактеристикадвуходинаковыхнасо-сов,работающихпоследовательноихарактеристикасети,накоторуюониработают.Построениесовместнойхарактеристикипоследовательнорабо-тающихнасосоввыполняетсяпутемсложенияординат(напоров)отдельныххарактеристиккаждогонасоса.

Рис.3.13–Схемапоследовательнойработыдвухцентробежныхнасосов:

1–центробежныенасосы;2–приемныйрезервуар;3–исходныйрезервуар

Н,м ³ 1

Н₂=Н₁+Н₁

B

2

_Н1 А

^Нст

Q Q,м³/с

Рис.3.14–Характеристикадвуходинаковыхцентробежныхнасосов,работающихпоследовательно:

1–характеристикасети;2–характеристикацентробежногонасоса;

3–характеристикадвуходинаковыхцентробежныхнасосов,работающихпоследовательно

Выборпроводятпосводномуграфикуподачинапоровдлясоответст-вующеготипанасосов.Сводныеграфикиприводятсявкаталогахнасосовидругойсправочнойлитературепонасосам.

Насводномграфикеввидекриволинейныхчетырехугольниковнане-сены«рабочиеполя»насосов.Верхняяграницаполя−криваязависимостиН−Qдлянормальногодиаметра рабочегоколеса вдиапазоне экономичногорежимаработынасоса;нижняяграница−дляколеса,максимальнообточен-ного.Накаждом полеуказанымарканасосаичастотавращения рабочегоко-леса. Дляопределениямаркинасосанаполеграфикананосятрабочуюточку,котораяимееткоординаты(Q_задан;H_потр)(нарисунке3.15точкаА).Поле,вкоторомлежитэтаточка,указываетмаркунасоса.Еслирабочаяточкапопалавпространствомеждуполями,топринимаютмаркунасоса,полекоторогоявляетсяближайшим,илиобращаютсяксводнымграфикамдругихтиповна-сосов.Следуеттакжепомнитьовозможностиработынасосаприразличнойчастотевращениярабочегоколеса.ОценитьзначениечастотывращениядляполучениятребуемыхпараметровQ_заданиH_{потрможно}спомощьюзаконовпропорциональности.

ВотдельныхслучаяхприопределенныхзначенияхQ_заданиH_{потрпод-}ходящимимогутоказатьсятольконасосыобъемногодействия,вчастности,поршневые.

Посводнымграфикамделаетсялишьпредварительныйвыборнасоса,окончательнаяпроверкаправильностивыборапроводитсяпохарактеристи-камнасосов.

Вотдельныхслучаяхприотсутствиисводныхграфиков,маркунасосаможноподобратьнепосредственнопохарактеристикамнасосовпутёмихпе-ребора.

Рис.3.15–Сводныйграфикподачинапоров

Придвижениижидкостивсужающихсяиизгибающихсяканалах(вра-бочемколесенасоса, наперегибахтрубопроводов, в запорнойарматуре)ско-ростьпотокаувеличивается,адавлениепадает.

Там,гдедавлениеснижаетсядодавлениянасыщенногопараперекачи-ваемойжидкостиприданнойтемпературе,происходитбыстроеобразованиепузырьковпараирастворенныхгазов.Послепереходавзонуповышенногодавленияпарконденсируется,пузырькизахлопываются.Возникаютколеба-ниядавленияикакследствие–шумивибрация.Этоявлениеназываетсяка-витацией.

Прикавитациипроисходитразрушениеповерхностиэлементовпро-точнойчасти.Повышеннаявибрацияразрушаетподшипникииуплотнениянасоса.Черезнекоторое времяростпузырьковиихслияние приводяткобра-зованиюгазовойпробкивтрубопроводеивсасывающейполостинасоса–происходитразрывпотокажидкостиисрывработынасоса.

Длятогочтобыобеспечитьнадежнуюработунасосаявлениекавитациинеобходимопредупреждать.Превышениеполногонапоранавходевнасоснаддавлениемнасыщенногопараперекачиваемойжидкостиназываетсякавитационнымзапасом.

Допустимыйкавитационныйзапасврасчетахувеличиваютна20-30%посравнениюскритическим.Критическийкавитационныйзапас,соответст-вуетначалусниженияпараметров.Допустимый кавитационный запасприво-дитсявпаспорте(техническомописании)насосаилиможетбытьрассчитан:

h

допкав

^{(1,2...1,3)hкр,} (3.9)

кав

кав

где^hдоп

h

кркав

• допустимыйкавитационныйзапас,м;

• критическийкавитационныйзапас,м.

h

кркав

0,00125(Qn²

_)0,67

, (3.10)

где ^Q–подачанасоса,м³/с;

n–частотавращениярабочегоколесанасоса,об/мин.

Сучетомдопустимогокавитационногозапасаопределяютвысотуус-тановкинасосаиливысотувсасывания.Высотавсасыванияh_вс–эторас-стояниемеждусвободнойповерхностьюврезервуаре(водоеме),изкоторогожидкостьзабираетсянасосом,иосьюрабочегоколеса(рисунок3.16).Еслиуровеньжидкостиврезервуарерасположенвышеосирабочегоколеса,то

высотавсасыванияназываетсяподпором

^hпод

(h_вс<0).

а б

Рис.3.16–Схемаустановкинасоса:

а–осьнасосарасположенавышеуровня жидкостивисходномрезервуаре(h_вс>0);б–осьнасосарасположенанижеуровняжидкости

висходномрезервуаре(h_вс<0);

1–насос;2–исходныйрезервуар;3–приемныйрезервуар

Допустимаявысотавсасывания,прикоторойобеспечиваетсяработанасосабезизмененияосновныххарактеристик,определяетсяисходяизкон-кретныхусловийэксплуатациинасоса,ирассчитываетсяпоформуле:

h

допвс

_P_1P_нп

g

• _hвс

^{hдоп,} (3.11)

п

кав

вс

где ^hдоп

–допустимаявысотавсасывания,м;

P₁

^Pнп

• давлениевисходномрезервуаре,Па;

–давлениенасыщенногопараперекачиваемойжидкостиприрабо-

чейтемпературе,Па;

^–плотностьперекачиваемойжидкости,кг/м³;

^g–ускорениесвободногопадения,м/с²;

вс

h_п–потеринапоравовсасывающейлинии,м.

h

Еслирасчетноезначение

допвс

положительно,насосможет работатьвре-

доп

h

жимевсасываниясвысотойвсасывания

^hвс^<

^hвс^.

Еслирасчетноезначение

доп

допвс

отрицательно,тогданавходевнасосне-

обходимподпор

^hпод^>hвс^.