книги из ГПНТБ / Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник

вала и нажимная букса сальника — выполнены из твердого фарфора. Корпус и крышка защищены от механических поврежде­ ний чугунной броней. Все металлические детали насоса покрыты кислотостойкой эмалевой краской. Фарфоровые насосы поставля­ ются заводом-изготовителем (Славянский керамико-изоляторный

Рис. 48. Фарфоровый насос 5х-7ф

комбинат, Донецкая область) с запасным рабочим колесом, защит­ ной втулкой вала и сальниковой втулкой. Технические характери­ стики насосов типа ЦКН приведены в табл. 8.

Т а б л и ц а 8

Перекачиваемая жидкость с /<80° С: некристаллизирующиеся растворы кислот любых концентраций (кроме плавиковой и фос­ форной) и холодные щелочи с концентрацией до 10%, не содер­

60

жащие взвешенных частиц. Перед пуском насос должен быть залит до напорного патрубка.

Насосы типа КМ — консольный, моноблочный — представляют собой новую конструкцию центробежных насосов. Рабочее колесо (рис. 49) посажено на консоль вала двигателя, а корпуса двига­ теля и насоса сопряжены через приставку непосредственно болто­ выми соединениями. Это дает большую экономию в габаритах

Рис. 49. Моноблочный консольный насос

и весе агрегата. По данным ВНИИгидромаш, вес агрегата состав­ ляет (43-^65) % от веса насосов типа К. Насосы типа КМ пред­ назначены для использования в химической промышленности при перекачивании кислот и щелочей с /<70° С. Детали проточной ча­ сти— корпус, крышка, рабочее колесо, фланец уплотнения — вы­ полнены из пропилена.

Для работы с агрессивными кислыми жидкостями различной концентрации при /<Д0°С применяются гуммированные насосы (рис. 50). Корпус и крышки выполнены из конструкционного чу­ гуна и с внутренней стороны покрыты слоем' кислотостойкой ре­ зины. Колесо насоса сборное, стальное, также покрыто слоем резины (машинным способом в горячем состоянии, поэтому слой резины прочно приваривается к металлу). Сальниковое уплотне­ ние изготовлено из кислотостойких материалов. Для разгрузки сальника и уменьшения осевого усилия задняя сторона открытого рабочего колеса имеет невысокие (отбойные) лопатки, понижаю­ щие давление в полости между корпусом и колесом.

Представляет интерес французский насос, изображенный на рис. 51. Благодаря расположению рабочего колеса вне гидравли­ ческой сети, эти насосы не засоряются. Род перекачиваемой жид­ кости — осадочные воды, отбросы; область применения — бумаж­ ные фабрики, сахарные, кожевенные, консервные заводы, химия, продовольственные и другие предприятия.

61

720

Рис. 50. Гуммированный центробежный насос ЭХ-9Р-1

Рис. 51. Центробежный насос с рабочим колесом вне гидравлической сети

Рис. 52. Насос для перекачки расплава свинца

Кроме этого, центробежные насосы используются для перека­ чивания металлических, а также немагнитных и неэлектропровод­

На рис. 52 представлена установка насоса для перекачивания расплавленного свинца. Насос 1, приводимый двигателем 5, за­ бирает расплав из котла 2 во всасывающее отверстие 6 и по нагне­ тательному трубопроводу 3 подает его в реакционный цилиндр 4. Производительность насоса 600 т/ч; частота вращения —

1470 об/мин.

АНАЛИЗ РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

§ 23. Движение жидкости в насосе

При вращении рабочего колеса частицы жидкости под дейст­ вием центробежной силы и силы Кориолиса движутся вдоль лопа­ ток, т. е. участвуют в двух движениях: вращательном вместе с колесом, приобретая окружную скорость, и вдоль лопастей, при­ обретая относительную скорость. В центробежном насосе жид­ кость подводится по всасывающей трубе к рабочему колесу в осе­ вом направлении с абсолютной скоростью Со (рис. 53, а). При

Рис. 53. Схема кинематики рабочего процесса в колесе центробежного насоса

входе в колесо жидкость отклоняется от осевого направления и движется радиально с абсолютной скоростью С\. При прохож­ дении жидкости по каналам между лопатками абсолютная ско­ рость непрерывно возрастает до на выходе из колеса. За время поворота лопатки вместе с колесом из положения I в положение II

64

(рис. 53, б) частица жидкости, двигаясь вдоль лопатки и вращаясь

в лопаточный направляющий аппарат (если он имеется), очевидно, необходимо, чтобы лопатки его являлись как бы продолжением траектории абсолютного движения частицы жидкости в колесе.

с относительной скоростью W\ — на входе в колесо и w2— на выхо­

§ 24. Основное уравнение центробежного насоса

Частицы жидкости внутри колеса центробежного насоса дви­ жутся по различным траекториям, так как колесо имеет конечное число лопаток. Теоретическое давление, развиваемое лопастной машиной, определяется по уравнению Эйлера

учитываются гидравлические сопротивления, возникающие в насо­

Из условия безударного входа жидкости на лопатку рабочего

загнутых назад лопаток принимается ß2=15^-60°, чаще (20-*-40)°. Действительное давление, создаваемое центробежным насосом,

меньше теоретического по двум причинам:

а) часть его теряется на преодоление гидравлических сопро­ тивлений внутри насоса; б) не все частицы жидкости, взятые по

ширине канала между соседними лопатками, движутся по одина­ ковым траекториям.

Потери давления на преодоление гидравлических сопротивле­ ний внутри насоса можно учесть гидравлическим к. п. д. Различие траекторий частиц жидкости учитывается введением в (22) по­ правочного коэффициента /С=0,3 • 0,4.

сти обработки его проточной части, размеров насоса: для насосов без направляющего аппарата чг =0,50=0,65, с направляющим ап­ паратом т)г = 0,60 : 0,75 ; для насосов высокого давления иг = = 0,70=0,85; ѵ весьма совершенных насосов (спиральных и т. п.)

7іг =0,75 = 0,92.

довательно, давление, создаваемое насосом, зависит от вида пере­

§ 25. Влияние формы лопаток на величину теоретического давления

В центробежных машинах молено применять лопатки трех ти­ пов по кривизне относительно направления вращения колеса: за­ гнутые назад (рис. 54, а); заканчивающиеся радиально (рис. 54,б); загнутые вперед (рис. 54, ѳ).

Рис. 54. Формы лопаток

Для выяснения влияния лопаток на величину теоретического давления найдем из параллелограмма на рис. 53, в

66

= ри?;

для лопаток, загнутых вперед, (32 > 90° (ctg ß2 < 0), pT>?u%. Следовательно, загнутые вперед лопатки дают наибольшее

теоретическое давление.

§ 26. Влияние формы лопаток на гидравлический к. п. д.

шую скорость с2. Но если скорость жидкости на выходе из насоса большая, увеличиваются гидравлические потери. Следовательно, колеса с загнутыми вперед лопатками имеют более низкий к. п. д., чем колеса с лопатками, загнутыми назад. Кроме того, каналы между загнутыми назад лопатками расширяются к выходу колеса более плавно и менее искривлены, чем каналы между лопатками, загнутыми вперед. При движении жидкости по более искривлен­ ным и более резко расширяющимся каналам рабочих колес можно ожидать больших потерь энергии. Таким образом, преобразование

в насосах всегда применяются колеса с лопатками, загнутыми на­ зад, для обеспечения более высокого к. п. д. машины.

§ 27. Давление, развиваемое насосом

При работе насоса создается запас энергии жидкости, равный разности энергий на выходе из насоса и на входе в него (рис. 55).

Удельная энергия, т. е. энергия 1 кг жидкости, на входе в на­ сос (уровень отсчета 0—0)

67

Н/м2;

ѵ2— скорость жидкости в напорном патрубке, м/с. Абсолютное давление на

входе в насос

и вакуумметра, устанавливаемых на напорном и всасывающем патрубках, плюс перепад давлений на увеличение скорости от Ѵі до ѵ2.

Для облегчения пользования (31) выразим полное давление насоса через геометрические высоты насосной установки. Напишем уравнение Бернулли для сечений III—III и / —I, принимая за ли­ нию отсчета уровень воды III—III в приемном колодце

gZ3+ Pal? + v\l 2 = gz 1 + РіІР + v \ ß + Рс.вІР,

где рс.в — потери давления на всасывающей линии (сопротивление всасыванию), Н/м2.

т. е. полное давление, развиваемое насосом, равно давлению, за­ трачиваемому на подъем жидкости на требуемую высоту, плюс потери давления в нагнетательной и всасывающей трубах.

Формула (36) получена для условия, когда в конце нагнета­ тельного трубопровода скорость жидкости равна нулю, а давле­ ние — атмосферному. Если давление в конце нагнетательного тру­ бопровода выше атмосферного и равно рк, то

Для создания скоростного давления на выходе из трубопрово­ да полное давление насоса

Давление насоса для гидропривода

где Рраб— рабочее давление в гидросистеме.

09