2.3 Подбор оборудования
2.3.1 Насосное оборудование
Насосом называется гидравлическая машина, предназначенная для перемещения капельных жидкостей. В насосах механическая энергия двигателя преобразуется в энергию жидкости. Насосы являются неотъемлемой частью системы отопления, системы вентиляции, системы теплоснабжения и др.
Основной параметр Н. количество жидкости, перемещаемое в единицу
времени, т. е.осуществляемая объёмная подача Q. Для большинства Н. важнейшими
техническими параметрами такжеявляются: развиваемое давление p или
соответствующий ему напор H, потребляемая мощность N и кпд η.
Основные типы современных насосов. Центробежные Н. являются наиболее расспр-остранёнными предназначаются для подачи холодной или горячей (t° > 60°C) воды, вязких или агрессивных жидкостей(кислот и щелочей), сточных вод, смесей воды с грунтом, золой и шлаком, торфом,раздробленнымкаменным углём ит.п. Их действие основано на передаче кинетической энергии от вращающегосярабочего колеса (рис. 5) тем частицам жидкости, которые находятся между его лопастями. Под влияниемвозникающей при этом центробежной силы Р частицы подаваемой среды из рабоче-го колесаперемещаются в корпус Н. и далее, а на их место под действием давления воздуха поступают новыечастицы, обеспечивая непрерывную работу Н.
Рис. 5. Схема центробежного насоса с односторонним подводом жидкости на
рабочее колесо: 1 —отверстие для подвода жидкости; 2 — рабочее колесо; 3 — корпус; 4 — патрубок для отвода жидкости; Р —центробежная сила.
Осевые Н. предназначаются главным образом для подачи больших объёмов жидкостей. Их работаобусловлена передачей той энергии, которую получает жидкость при силовом воздействии на неё лобовойповерхности вращающихся лопастей рабочего колеса (рис. 7). Частицы подаваемой жидкости при этомимеют криволинейные траектории, но, пройдя через выправляющий аппарат, начинают перемещаться отвхода в Н. до выхода из него, в основном вдоль его оси (откуда и название).
Рис. 7. Схема осевого насоса: 1 — корпус; 2 — выправляющий аппарат; 3 — рабочее колесо; 4 —лопасти.
Вихревые Н. обладают хорошей способностью самовсасывания, т. е. возможностью начинатьдействие без предварительного заполнения всасывающей трубы подаваемой средой, если она имеется вкорпусе Н. Благодаря этому они применяются для подачи легкоиспаряющихся или насыщенных газамикапельных жидкостей и в комбинации с центробежными Н. Существуют 2 разновидности вихревых Н.:закрытого и открытого типа. В вихревом Н. закрытого типа (рис. 8) частицы жидкости из ячеек,расположенных по периферии рабочего колеса, под влиянием центробежных сил будут переходить в каналкорпуса Н. и затем, передав часть своей кинетической энергии находящейся там среде, возвратятся в др.ячейки. Совершая винтообразное вихревое перемещение, каждая частица за время её нахождения в Н.несколько раз побывает в ячейках ротора и получит от него определенную энергию. В результате такогомногоступенчатого действия вихревые Н. по сравнению с такими же (по размерам и скорости вращения)центробежными Н. развивают в 3—7 раз больший напор, но работают с более низким (в 2—3 раза) кпд. Ввихревых Н. открытого типа жидкость подводится вблизи вала Н., проходит между лопатками рабочегоколеса и отводится к выходному отверстию в корпусе из открытого (без перемычки) периферийного канала.В зарубежной литературе вихревые Н. называются фрикционными, регенеративными, турбулентными,самовсасывающими и др.
Рис. 8. Вихревой насос закрытого типа: 1 — корпус; 2 — канал; 3 — рабочее колесо; 4 и 6 — отверстиядля подвода и отвода жидкости; 5 — воздухоотделитель.
Поршневые Н. отличаются большим разнообразием конструкций и широтой применения. Действиепоршневых Н. состоит из чередующихся процессов всасывания и нагнетания, которые осуществляются вцилиндре Н. при соответствующем направлении движения рабочего органа -поршня или плунжера. Эти процессы происходят в одном и том же объёме, но в различные моменты времени.
Рис. 10. Схема приводного поршневого насоса одинарного действия: 1 — рабочая камера; 2 —поршень; 3 — цилиндр; 4 — шток; 5 — крейцкопф; 6 — шатун; 7 — маховик; Кн — нагнетательный клапан;Кв — всасывающий клапан.
Роторные Н. получили распространение главным образом для осуществления небольших подачжидкости. По особенностям конструкции рабочих органов роторные Н. можно подразделить на зубчатые (втом числе шестерённые), винтовые, шиберные, коловратные, аксиально-и радиальнопоршневые,лабиринтные и др. Каждый из них имеет свои разновидности, но объединяющий их признак общность принципа действия, в основном аналогичного действию поршневых Н. Роторные Н. отличаются отсутствиемвсасывающего и нагнетательного клапанов, что является их большим преимуществом и упрощает конструкцию.
Зубчатый Н. с внешним зацеплением двух шестерён (рис. 12) — наиболее распространённый - всасывает жидкость при выходе зубьев одного колеса из впадин другого (на рис. 12 - слева) и нагнетаетеё при входе зубьев одной шестерни в зацепление с другой (на рис. 12 справа, при вращении верхнейшестерни по часовой стрелке). Зубчатые Н. снабжаются предохранительным клапаном, который придостижении максимально допустимого давления перепускает жидкость со стороны нагнетания на сторонувсасывания.
Рис. 12. Зубчатый насос: 1 — корпус; 2 и 4 — отверстия для всасывания и нагнетания жидкости; 3 —предохранительный клапан.