Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Насосные станции. Учебное пособие
.pdf
Т. А. Рафальская, Р. Ш. Мансуров, В. И. Костин
НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ
Учебное пособие
Ай Пи Эр Медиа
Саратов • 2018
УДК 328
ББК 38.3
Н31
Рецензент:
Чапаев Д. Б. — канд. техн. наук, доцент кафедры
«Теплогазоводоснабжения, водоотведения и вентиляции»
СибГИУ, г. Новокузнецк.
Н31 Насосные станции [Электронный ресурс] : учебное пособие /
[Т. А. Рафальская и др.]. — Электрон. дан. и прогр. (7 Мб). —
Саратов: Ай Пи Эр Медиа, 2018. — 82 с.
ISBN 978-5-4486-0111-8
В учебном пособии приведены сведения о конструкциях и
характеристиках насосов и насосных станций; рассмотрены режимы
работы насосов и способы регулирования их производительности.
Данное пособие предназначено для студентов направления
08.03.01 «Строительство» (профиль «Теплогазоснабжение и
вентиляция») всех форм обучения.
Учебное электронное издание
© Коллектив авторов, 2017
© ООО «Ай Пи Эр Медиа», 2017
Редактор Ю.Б. Захарова
Технический редактор К.С. Досмухамбетова
Корректор А.С. Скрябина
Компьютерная верстка, обложка С.С. Сизиумовой
Для создания электронного издания использовано:
Приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader,
разработанное на основе Adobe Air
Подписано к использованию 21.08.2017. Объем данных 7 Мб.
Издание представлено в электронно-библиотечных системах
IPRbooks (www.iprbookshop.ru),
Библиокомплектатор (www.bibliocomplectator.ru)
Бесплатный звонок по России: 8-800-555-22-35
Тел.: 8 (8452) 24-77-97, 8 (8452) 24-77-96
Отдел продаж и внедрения ЭБС:
доб. 206, 213, 144, 145
E-mail: sale@iprmedia.ru
Отдел комплектования ЭБС:
доб. 224, 227, 208
E-mail: mail@iprbookshop.ru
По вопросам приобретения издания обращаться:
доб. 208, 201, 222, 224
E-mail: izdat@iprmedia.ru, author@iprmedia.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ....................................................................................... 6
1. Изучение конструкций и характеристик насосов
и насосных станций .......................................................................... 7
1.1. Цель работы ................................................................................ 7
1.2. Общие сведения о гидравлических машинах
и насосных установках .............................................................. 7
1.3. Основные положения и расчётные зависимости ................... 9
1.4. Осевые насосы ......................................................................... 16
1.5. Контрольные вопросы ............................................................ 18
2. Рабочие характеристики центробежного насоса ..................... 19
2.1. Цель работы .............................................................................. 19
2.2. Порядок проведения опытов .................................................. 22
2.3. Пример обработки экспериментальных данных ................. 23
2.4. Контрольные вопросы ............................................................ 26
3. Регулирование режима работы центробежного насоса
изменением числа оборотов рабочего колеса .............................. 27
3.1. Цель работы .............................................................................. 27
3.2. Порядок проведения опытов .................................................. 28
3.3. Пример обработки экспериментальных данных ................. 29
3.4. Контрольные вопросы ............................................................ 34
4. Последовательная работа насосов ............................................ 35
4.1. Цель работы .............................................................................. 35
4.2. Последовательная работа одинаковых насосов .................. 35
4.3. Последовательная работа разных насосов ........................... 40
5. Параллельная работа насосов. ................................................... 48
5.1. Цель работы .............................................................................. 48
5.2. Параллельная работа одинаковых насосов .......................... 48
5.3. Параллельная работа разных насосов ................................... 53
4
6. Байпасирование .......................................................................... 56
6.1. Байпасирование при работе одного насоса .......................... 56
6.2. Пример обработки экспериментальных данных ................. 56
6.3. Байпасирование при последовательной работе насосов .... 59
6.4. Пример обработки экспериментальных данных ................. 60
6.5. Байпасирование при параллельной работе насосов ............ 63
6.6. Пример обработки экспериментальных данных ................. 64
7. Регулирование гидравлических сетей ...................................... 67
7.1. Цель работы .............................................................................. 67
7.2. Общие сведения о регулировании
гидравлических сетей .............................................................. 67
7.3. Порядок работ по регулированию
гидравлических сетей .............................................................. 68
7.4. Пример обработки экспериментальных данных ................. 69
8. Энергетическая эффективость регулирования насосов .......... 73
8.1. Регулирование подачи воды в системы
теплоснабжения и отопления ................................................. 73
8.2. Подбор насосов ........................................................................ 77
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ........................................... 82
5
ВВЕДЕНИЕ
Большое распространение в промышленности получили
различные виды насосов. Насосами перекачиваются холодная,
горячая и перегретая вода, различные жидкости (как холодные,
так и горячие), нефть, нефтепродукты, глинистые и цементные
растворы и др. Особенно следует отметить группу центробежных насосов. Они более просты в изготовлении и эксплуатации,
требуют меньше металла и менее тщательной обработки поверхностей, в них нет возвратно-поступательно движущихся частей и привода с редукцией числа оборотов. Для современных
центробежных насосов коэффициент полезного действия составляет 80–90 %. Такие агрегаты по своему конструктивному
выполнению в большей степени удовлетворяют возможности
автоматизации их работы, чем другие виды насосов.
Насосные станции в тепловых сетях предназначены для
увеличения располагаемого напора, повышения расхода теплоносителя и изменения давления в трубопроводах тепловой сети.
Учебное пособие предназначено для углубления и закреп-
ления знаний по курсу «Насосы, вентиляторы, компрессоры».
Задачи дисциплины:
- овладеть методикой проведения эксперимента и научиться
анализировать полученные экспериментальные данные;
- проверить соответствие аналитических величин, характеризующих ту или иную установку, с аналогичными характеристиками, полученными опытным путем с учетом погрешностей
эксперимента;
- получить навыки оформления отчетной документации по
проведенным исследованиям.
6
1. ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ И ХАРАКТЕРИСТИК
НАСОСОВ И НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
1.1. Цель работы
Изучение устройства и принципа действия центробежного
насоса и насосной установки.
1.2. Общие сведения о гидравлических машинах
и насосных установках
К гидравлическим машинам относится обширный круг
машин, механизмов и устройств, предназначенных для
использования или создания потока жидкой среды как носителя
энергии.
Все гидромашины по принципу действия делятся на два
вида: динамические и объёмные. В динамических
гидромашинах жидкая среда перемещается под силовым
воздействием на неё в камере, постоянно сообщающейся со
входом и выходом жидкости. Для объёмных гидромашин
характерным является то, что жидкая среда в них перемещается
путём периодического изменения объёма занимаемой ею
камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом
жидкости.
Для рабочего процесса динамических гидромашин
характерными являются большие скорости движения их
рабочих органов (а, значит, и жидкой среды). В то же время в
объёмных гидромашинах большие скорости рабочих органов (и
жидкой среды) не обязательны, так как главную роль в их
рабочем процессе играет давление жидкой среды.
Гидравлические машины, преобразующие энергию
движущейся жидкости в механическую энергию, называются
турбинами, механическую энергию привода в гидравлическую
энергию перекачиваемой жидкости — насосами.
Классификация различных видов насосов по принципу
действия и их конструкции приведена на рис. 1.1.
7
Рис. 1.1. Классификация насосов по принципу действия
и конструктивным особенностям
В динамических гидромашинах — лопастных насосах,
жидкая среда перемещается путём обтекания лопасти. По
направлению движения жидкой среды различают центробежные
и осевые динамические насосы.
Принцип действия центробежных насосов состоит в том,
что жидкость, подводимая к центральной части рабочего колеса
насоса, поступает на его лопасти, вращающиеся с большой
скоростью. Под действием центробежных сил жидкость, скользя
вдоль лопаток, отбрасывается к периферии, где и собирается в
сборном канале, называемом улиткой. Из улитки по
расширяющемуся каналу жидкость поступает в напорный
трубопровод.
В осевом насосе рабочее колесо, имеющее три–шесть
наклонных лопаток, как бы ввинчивается в жидкость,
находящуюся в цилиндре, в котором вращается вал ротора. Так
как вал неподвижен в осевом направлении, то жидкость под
действием наклонных лопаток перемещается в сторону,
противоположную той, куда ввинчивался бы вал с рабочими
8
лопатками, если бы был подвижным, или иначе — жидкая среда
перемещается через рабочее колесо в направлении его оси.
Достоинства осевых насосов: компактность, простота
конструкции, высокая производительность. Недостаток —
низкое давление. КПД осевых и центробежных нагнетателей
примерно одинаковы.
Различают насосный агрегат — устройство, состоящее из
насоса или нескольких насосов и приводящего двигателя
(привода), соединённых между собой, и насосную установку —
насосный агрегат с комплектующим оборудованием,
смонтированным по определённой схеме, обеспечивающей
работу насоса.
1.3. Основные положения и расчётные зависимости
Центробежный насос состоит из рабочего колеса 1 с изогнутыми лопастями 4 и неподвижного корпуса 3 спиральной
формы. Рабочее колесо закреплено на валу, вращение которого
осуществляется непосредственно от привода (чаще всего от
электродвигателя (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Схема центробежного насоса: 1 — рабочее колесо;
2 — нагнетательный трубопровод; 3 — спиральный корпус (улитка);
4 — лопасти; 5 — всасывающий трубопровод; 6 — резервуар с жидко-
стью; 7 — клапан с сеткой (фильтром)
9
В корпусе насоса имеются два патрубка для присоединения
к всасывающему и нагнетательному трубопроводам. Отверстия
в корпусе, через которые проходит вал колеса, имеют сальники
для создания необходимой герметичности. Для предотвращения
перетекания жидкости внутри насоса между всасывающим патрубком и колесом устанавливается лабиринтное уплотнение.
Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо, которое представляет собой, например, отливку из
двух дисков, между которыми располагается от 4 до 12 рабочих
лопастей. Иногда рабочие колёса выполняются без переднего
диска (открытыми).
Спиральный корпус (камера) служит для приёма и направления жидкости, а также преобразования кинетической энергии
жидкости (скорости), приобретённой от вращающегося рабочего
колеса, в потенциальную энергию (давление).
Центробежный насос может работать только в том случае,
когда его внутренняя полость заполнена перекачиваемой жидкостью.
Уходящая жидкость освобождает заполненное ею пространство в каналах на внутренней окружности рабочего колеса.
Давление в этой области понижается, и туда устремляется жидкость из всасывающего трубопровода под действием разности
давлений.
Разность давлений в резервуаре с жидкостью и на всасывании насоса должна быть достаточной, чтобы преодолеть давление столба жидкости, гидравлические и инерционные сопротивления во всасывающем трубопроводе.
Если жидкость забирается насосом из открытого резервуара, то всасывание жидкости центробежным насосом происходит
под действием перепада давлений, равного разности атмосферного давления и давления на входе в рабочее колесо.
Центробежные насосы классифицируются следующим образом:
1. По числу рабочих колёс: одноступенчатые (с одним ра-
бочим колесом); многоступенчатые (с несколькими рабочими
колёсами).
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]