Билет 1 1. Классификация нагнетателей. Нагнетатели для перемещения газов называются – компрессорами, вентиляторами и газодувками. Вентилятор – машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления до 1,15,. Газодувками обычно называют компрессоры небольших давлений. По развиваемому давлению область применения компрессоров и насосов практически не ограничена, а вентиляторов в соответствии с ГОСТом ограничивается давлением – 15 кПа. По принципу действия нагнетатели подразделяются на объемные, лопастные (динамические), струйные и пневматические.   Объемные нагнетатели, работающие при поступательном движении рабочего органа – это поршневые, при вращательном – пластинчатые и зубчатые. Лопастные или динамические нагнетатели, работают при вращательном движении  рабочего органа (колеса), - это центробежные, осевые и вихревые. Центробежные насосы так и продолжают называться центробежными, а центробежные вентиляторы называются – радиальными. Давление в объемных нагнетателях повышается за счет непосредственного сжатия жидкости, а в лопастных – при ее закручивании. Центробежные нагнетатели в свою очередь подразделяются на прямоточные, дисковые, смерчевые и диаметральные. Нагнетатели классифицируются также по целому ряду других признаков в зависимости от: 1. привода: электрический, ручной, пневматический, паровой; 2.вида соединения: одноступенчатые, многоступенчатые, многопоточные (параллельно-ступенчатые); 3.особенности расположения: -насосы – вертикальные, погруженные (артезианские), -вентиляторы – крышные; 4.используемые для перемещения нагретых жидкостей – насосы: сетевые, конденсатные, дутьевые вентиляторы и дымососы; 5.для перемещения жидкости с твердыми примесями: -насосы: фекальные (канализация), баггерные (гидро-золошлакоудаления), песковые, землесосные, шламовые; -вентиляторы: пылевые, смерчевые, мельничные; 6.для перемещения агрессивных жидкостей: -насосы – кислотные, бензиновые; -вентиляторы – защищенные от взрыва, коррозии, и т.д. В теплоэнергетике широко применяются тепловые машины: паровые, газовые и парогазовые турбины; а также нагнетатели различного го назначения: питательные, циркуляционные, конденсатные, баггерные насосы и насосы-дозаторы; дымососы, дутьевые вентиляторы, вентиляторы горячего дутья, компрессоры и т.д.. 3. Классификация паровых турбин. Паровая или газовая турбина является двигателем, в котором потенциальная энергия пара или газа превращается в кинетическую, а кинетическая в свою очередь в механическую энергию вращения вала. Паровые турбины можно подразделить по следующим признакам: 1По числу ступеней: а) одноступенчатые; б) многоступенчатые. 2По движению потока пара: а) осевые; б) радиальные. 3По числу корпусов: а) однокорпусные; б) двухкорпусные; в) многокорпусные. 4По принципу парораспределения: а) дроссельный (свежий пар поступает через один или несколько регулирующих клапанов к соплам турбины параллельно); б) с сопловым парораспределением, у которых пар поступает через последовательно открывающийся ряд сопел; в) с обводным парораспределением, у которых кроме подвода свежего пара к соплам первой ступени имеется подвод свежего пара  к последующим ступеням в обвод. 5По принципу действия пара: а) активные; б) реактивные. 6По характеру теплового процесса: а) конденсационные турбины с регенерацией. В этих турбинах основной поток пара направляется в конденсатор и так как скрытая теплота парообразования, используемая при производстве пара, теряется, то для снижения этой потери из промежуточных ступеней турбины осуществляется частичный нерегулируемый регенеративный отбор пара; б) конденсационные турбины с одним или двумя регулируемыми отборами пара из промежуточных ступеней для производственных или отопительных нужд; в) турбины с противодавлением. Тепло всего количества отработавшего пара используется для производственных или отопительных целей. У таких турбин не будет конденсатора, и давление на выходе из последней ступени будет намного выше, чем конечное давление конденсационных турбин. 7По параметрам свежего пара: а) среднего давления (р0 = 34,3 бар); б) повышенного давления (р0 = 88 бар, t0 = 535 0C); в) высокого давления (р0 =127,5 бар, t0 = 565 0C); г) сверхкритических параметров (р0 = 235 бар, t0 = 565 0C). Области применения и принципиальные схемы основных видов нагнетателей

Поршневые (рис. 1.3). В цилиндрическом корпусе плотно размещается поршень, при движении которого в одну сторону жидкость через клапан засасывается, а при движении обратно через другой клапан нагнетается. Достоинством поршневых нагнетателей является высокий КПД, возможность создания больших давлений и практическая независимость производительности от противодавления. Недостатки — громоздкость и затруднительность непосредственного соединения с электродвигателем, сложность регулирования, неравномерность подачи из-за наличия клапанов. Поршневые нагнетатели используются в качестве насосов и компрессоров. Пластинчатые или шиберные (рис. 1.4). В цилиндрическом корпусе эксцентрично расположен ротор с выскальзывающими при вращении под действием пружин или возникающих центробежных сил из пазов пластин, которые, прижимаясь к внутренней поверхности корпуса, вытесняют жидкость через нагнетательный патрубок, одновременно производя засасывание через другой патрубок. Обратное перетекание жидкости предотвращается ввиду минимального зазора между корпусом и расположенным в нем ротором. Воздействие на жидкость в поршневом и пластинчатом нагнетателях аналогично, но здесь имеет место более удобное вращательное движение и не требуются клапаны. К недостаткам следует отнести сравнительно низкий КПД ввиду потерь через торцевые зазоры и трения пластин, которые быстро изнашиваются и при загрязнении жидкости твердыми примесями могут заклиниваться. Обычно эти нагнетатели используются в качестве компрессоров, но в специальном исполнении, когда жидкость пластинами не сжимается, а только переносится, и в качестве насосов. Зубчатые или шестеренные (рис. 1.5). В открытом с двух сторон плоском корпусе располагается с минимальным торцевым зазором пара сцепленных между собой шестерен. Зубья шестерен при вращении захватывают жидкость и переносят ее со стороны всасывания в сторону нагнетания, не пропуская ее обратно через сцепление зубьев. Эти нагнетатели конструктивно достаточно просты, компактны, нет клапанов, но имеют малую производительность и недостаточно высокий КПД ввиду потерь через торцевые зазоры и трения в сцеплении шестерен. Они используются преимущественно в качестве насосов, причем особенно успешно для перекачки таких вязких жидкостей, как масло. В двузубчатом исполнении они используются и в качестве компрессоров. Вихревые (рис. 1.6). В цилиндрическом корпусе с присоединенными по касательной двумя патрубками располагается ротор с радиально выступающими лопастями. Между концами лопастей и внутренней поверхностью корпуса образуется кольцеобразная полость, перекрываемая между патрубками перемычкой. При вращении ротора поступающая через один из патрубков жидкость увлекается и переносится по окружности к другому патрубку, сжимаясь при этом ввиду неоднократного перетекания из полости на лопасти и обратно. У этих нагнетателей невысокий КПД, но они реверсивны и создают значительные давления при ограниченных подачах. Успешно используются в качестве насосов. Осевые (рис. 1.7). В цилиндрическом корпусе (обечайке) по его оси располагается с минимальным зазором рабочее колесо в виде втулки с радиальными профилированными лопастями, при вращении которого образуется перемещение жидкости в направлении оси вращения. Они развивают небольшие давления, но имеют высокий КПД, реверсивны и используются в качестве насосов и вентиляторов, а для газов при многоступенчатом соединении и в качестве компрессоров.

Центробежные (радиальные) — рис. 1.8. В спиральном корпусе располагается рабочее лопастное колесо, при вращении которого поступающая в осевом направлении в корпус жидкость закручивается лопастями и под воздействием возникающей центробежной силы поступает в корпус, собирается им и выпускается в радиальном по отношению к оси вращения направлении. Центробежные нагнетатели имеют высокий КПД, достаточно просты в конструктивном отношении, их удобно соединять с электродвигателями   и легко регулировать, так как подача зависит от противодавления. Они широко используются в качестве насосов и вентиляторов, а при многоступенчатом соединении и в качестве компрессоров. Следует напомнить, что по новым ГОСТам центробежные вентиляторы в отличие от насосов стали называться радиальными.  Далее рассматривается несколько модификаций центробежных нагнетателей. Прямоточные или диагональные (рис. 1.9). Центробежное лопастное колесо располагается в корпусе не спиральном, а в обеспечивающем подвод и отвод потока без поворота, что в определенных случаях представляет удобство. Они используются в качестве насосов и вентиляторов. Смерчевые (рис. 1.10). Они по схеме совпадают с центробежными, но рабочее лопастное колесо утоплено в нише задней стенки корпуса и жидкость проходит не между лопастями, а перемещается перед колесом за счет создаваемой им закрутки, своеобразного смерча. Это при перемещении жидкостей с волокнистыми и другими твердыми примесями предохраняет их от разрушения, а колесо от засорения. Такие нагнетатели пока начинают использоваться только в качестве вентиляторов. Дисковые (рис. 1.11). В спиральном корпусе вместо лопастного колеса располагается пакет дисков с зазорами, и за счет их трения с жидкостью создается ее движение. У этих нагнетателей невысокий КПД, малое давление, но они достаточно бесшумны при использовании в качестве вентиляторов. Диаметральные (рис. 1.12). Колесо центробежного типа с большим числом коротких лопастей располагается в корпусе в виде отвода. Возможно и прямоточное исполнение. Жидкость дважды по направлению диаметра проходит через решетку колеса, что позволяет создавать повышенные давления. На пути такого движения внутри колеса полезна установка направляющего устройства. Без конструктивных затруднений можно для обеспечения больших подач использовать широкие колеса. Пока эти нагнетатели используются только в качестве вентиляторов, КПД их невелик. В гл. VI рассматриваются конструктивные и эксплуатационные особенности различных нагнетателей и их устройство.

Овременная классификация

Условно все виды центробежных насосов принято разделять на несколько основных типов, которые различаются между собой по принципу устройства рабочих органов. Среди них можно выделить:

Схема классификации центробежных насосов.

1. Одноступенчатые агрегаты, которые являются самыми простыми в плане конструкции. Они могут производиться в горизонтальном или вертикальном исполнении.

2. Многоступенчатые агрегаты. Позволяют перекачивать куда больше жидкости, чем одноступенчатые собратья. Это достигается за счет использования не одного, а нескольких рабочих органов. Здесь таковыми являются колеса.

3. Полупогружные насосы также используются достаточно часто. Их конструкция может быть представлена только в вертикальном исполнении. Нижняя часть таких агрегатов может устанавливаться даже в воду.

4. Погружные агрегаты нашли свое применение в скважинах. Они представляют собой герметичный корпус, в который и помещается рабочий агрегат. Им не страшны никакие жидкие среды.

5. Двустороннего типа насосы используются тоже достаточно часто. В них нагнетательный и всасывающий элементы находятся на одной оси.

6. Герметичные агрегаты. Их прямое назначение заключается в работе с опасными химическими жидкостями. Такой насос состоит из герметичного корпуса и рабочего органа. Крепление колеса может быть выполнено в двух основных видах. В первом случае оно непосредственно крепится на вал двигателя, а во втором сцепление производится за счет использования магнитной муфты.

Это и есть основные виды центробежных насосов, которые нашли широкое применение практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства.

Основные элементы

Схема устройства центробежного насоса.

Сегодня современные центробежные насосы разных типов имеют приблизительно одинаковую структуру. Здесь имеется корпус и рабочий орган, представляющий собой колесо. Разумеется, это не то колесо, которое мы привыкли видеть в стандартном исполнении. На нем расположены специальные лопасти, которые перемещают жидкость внутри агрегата. В результате действия центробежной силы жидкость перемещается от приемного устройства к выходному клапану. Здесь создается определенное давление. Под его действием она и начинает подниматься наружу или перемещаться.

На центробежных насосах достаточно часто устанавливается и другое оборудование, которое делает их конструкцию универсальной для использования по тому или иному назначению. К примеру, здесь могут быть расположены следующие элементы:

Для измерения разряжение воздуха в центробежном насосе можно использовать вакуумметр.

1. Приемный обратный клапан, который служит для предотвращения залива корпуса перед активацией системы. Здесь расположена сетка, играющая роль фильтрующего элемента.

2. Задвижка, позволяющая перекрывать воду и открывать ее поток.

3. Вакуумметр, предназначенный для измерения разряжения воздуха. Этот элемент конструкции очень важен. Он устанавливается в трубопроводе между насосом и задвижкой. Если в системе присутствует лишний воздух, то его обязательно необходимо удалять. Делается это с помощью специального крана, установленного в трубопроводе.

4. На напорном патрубке агрегата устанавливается манометр. Этот прибор служит для измерения давления, создаваемого насосом.

5. Предохранительный клапан, защищающий систему от гидравлического удара