Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Насосы, вентиляторы и компрессоры в системах ТГВ. Учебно-методическое пособие для студентов направления подготовки 08.03.01«Строительство», профиль «Т.pdf
регулирования производительности. Последний недостаток присущ всем
объемным нагнетателям.
В качестве примера зубчатого нагнетателя рассмотрим конструкцию и
принцип действия зубчатого насоса (рисунок 1.6). Зубчатый шестерной насос
состоит из двух шестерен, расположенных в корпусе. Зубчатые нагнетатели
имеют следующие достоинства: компактность, простота конструкции, отсутствие
клапанов, возможность использования для привода высокоскоростных
электродвигателей, независимость подачи от противодавления в сети,
реверсивность возможность получения высоких давлений (5 МПа для шестерного
насоса). Недостатками зубчатых машин являются: быстрый износ рабочих
органов, невысокая подача, низкий КПД.
1 – корпус; 2 – ротор; 3 – пластины
Рисунок 1.7 - Схема пластинчатого нагнетателя
Пластинчатые нагнетатели (рисунок 1.7) состоят из цилиндрического
корпуса, в котором расположен массивный ротор с радиальными продольными
пазами, где свободно размещены пластины, выполненные из материала хорошо
сопротивляющегося истиранию. при вращении ротора пластины под действием
11
центробежных сил выходят из пазов, прижимаются к внутренней поверхности
корпуса, захватывают на стороне всасывания жид-кость и перемещают ее к
нагнетательному трубопроводу.
Пластинчатые нагнетатели обладают высокой равномерностью подачи,
возможностью непосредственного соединения с электродвигателем, отсутствием
клапанов, реверсивностью, независимостью подачи от противодавления в сети. К
их недостаткам следует отнести: чувствительность к наличию механических
примесей в жидкости, быстрый износ кромок пластин, довольно низкий КПД –
50%.
В струйных нагнетателях смешение двух жидких или газообразных сред
происходит под воздействием давления, создаваемого другими нагнетателями.
Движение перемещаемой жидкости обеспечивается струей рабочей жидкости.
Существует два типа струйных нагнетателей: (рисунок 1.8) из-за потерь на удар
КПД этих аппаратов очень низок и не превышает 25%; в аппаратах (рисунок 1.9)
КПД 43…44 %.
1 - сопло; 2 - камера смешения; 3 - диффузор
Рисунок 1.8 - Схема водоструйного нагнетателя
Работает струйный аппарат следующим образом. Рабочая жидкость
выходит из сопла с большой скоростью в виде струи, обладающей большой
кинетической энергией. Активная рабочая струя захватывает окружающую
жидкость и передает ей часть своей энергии. Образовавшийся смешанный поток
12
движется в проточной части аппарата. Достоинства струйных нагнетателей:
простота конструкции и отсутствие подвижных элементов, недостатки – низкий
КПД.
1 - сопло; 2 - камера смешения; 3 - диффузор
Рисунок 1.9 - Схема эжектора
В пневматических нагнетателях (подъемниках) для подъема жидкости
используется сжатый воздух или технический газ. Они применяются, например,
для подъема нефти из скважин. Существуют 3 типа газ лифтов (рисунок 1.10): I –
с двумя трубами: газовой и для подъема жидкости (жидкостной); II – с одной
газовой и III - с одной жидкостной трубой, установленной в обсадной трубе и
опущенной в скважину.
В газлифте I и II типов сжатый воздух под давлением нагнетается в
скважину по газовой трубе, а в газолифте III типа воздух нагнетается в кольцевое
пространство между обсадной и жидкостной трубами. В жидкостных трубах
образуется смесь жидкости и газа – эмульсия. Пузырьки газа устремляются вверх,
увлекая за собой жидкость. Пузырьки по мере подъема увеличиваются, при этом
возрастает скорость подъема эмульсии. При подъеме пузырьков часть жидкости
падает обратно вниз. Недостатки: очень низкий КПД. Встречающиеся на практике
газлифты имеют подачу 1…500 м
3
/ч с высотой подъема воды
10…2000 м. Достоинства: простота, надежность и бесперебойность, невысокие
требования к качеству жидкости.
13
1 - обсадная труба; 2 - газовая труба; 3 - подъемная труба
Рисунок 1.10 - Схема газлифта
1.2 Области применения различных нагнетателей
Наибольшее применение получили радиальные (центробежные)
нагнетатели со спиральным кожухом общего и специального назначения [7].
В системах теплоснабжения центробежные насосы применяют для подачи
сетевой воды.
В теплоэнергетических установках [6] центробежные насосы применяют
для питания котлоагрегатов, а также для подачи конденсата в системе
регенеративного подогрева питательной воды и циркуляционной воды в
конденсаторы турбин.
Большинство приточно-вытяжных установок гражданских, общественных и
промышленных зданий оснащено радиальными вентиляторами низкого и
среднего давления. Радиальные вентиляторы применяются для отсасывания
дымовых газов из топок котельных агрегатов. Для подачи воздуха в топки
котлоагрегатов предназначены дутьевые вентиляторы. При сжигании в топках
котлоагрегатов неагрессивной угольной пыли ее пневматическая
транспортировка осуществляется мельничными вентиляторами.
Осевые вентиляторы используются в установках местного проветривания
14
для вентиляции отдельных выработок, стволов и участков шахтной
вентиляционной сети; в вентиляторных градирнях тепловых электростанций.
Прямоточные радиальные вентиляторы используют в установках с
ограниченными размерами (в кондиционерах).
Смерчевые вентиляторы применяют для пневматического
транспортирования материалов, вызывающих большой износ лопаток и дисков
рабочих колес.
Дисковые вентиляторы благодаря малошумности устанавливаются в
местных кондиционерах для вентиляции помещений, где недопустим шум, и в
других специальных установках.
Вихревые насосы применяют при необходимости создания большого
напора при малой подаче: в химической промышленности для подачи кислот,
щелочей и т.п.; в качестве вакуум-насосов и компрессоров низкого давления; для
перекачки сжиженного газа.
Диаметральные вентиляторы используются в системах вентиляции
сельхозмашин, в различных технологических установках.
Поршневые насосы применяются для питания паровых котлоагрегатов
малой паропроизводительности и в качестве дозаторов реагентов для
поддержания требуемого качества питательной и котловой воды крупных
котлоагрегатов, для снабжения сжатым воздухом пневматического инструмента.
Роторные нагнетатели применяются на электростанциях в системах смазки
и регулирования турбин, а также в качестве компрессоров.
Струйные нагнетатели: в промышленной теплоэнергетике; в системах
вентиляции цехов химических предприятий, взрыво- и пожароопасных
помещений – в качестве эжекторов в вытяжных установках; в холодильных
установках и в передвижных паросиловых установках – в качестве инжекторов; в
установках пневмо – и гидротранспорта, водоснабжения.
Центробежные компрессоры являются основным видом компрессорных
машин в химическом и металлургическом производствах, в системах
магистрального газоснабжения.
15
2 ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ, РАБОТАЮЩИХ В
ЛАБОРАТОРИИ
1) Пребывание студентов в лаборатории без преподавателя запрещается.
2) Запрещается приступать к работе, не ознакомившись с рабочим
местом и системой аварийного отключения оборудования.
3) Аппаратура и применяемые в работе приборы должны быть
заземлены.
4) Проверка и работа с аппаратурой и оборудованием одним лицом,
находящимся в помещении, строго запрещается.
5) При выполнении ремонтных работ аппаратура должна быть
отключена от сети.
6) Выходное и входное отверстия вентилятора должны быть закрыты
сеткой. Снимать сетку имеет право только преподаватель или лаборант при
остановленном вентиляторе.
7) В момент включения и в процессе регулирования следует наблюдать
за показаниями основных приборов схемы.
8) В процессе работы запрещается оставлять без наблюдения
установку, находящуюся под напряжением.
9) Не прикасаться к неизолированным частям приборов и аппаратов,
находящихся под напряжением.
10) При работе следить за тем, чтобы одежда не была захвачена
вращающимися частями работающею оборудования.
11) В процессе работы строго следить за тем, чтобы в проточную часть
нагнетателя не попадали посторонние предметы.
12) Включение двигателя нагнетателя выполняется только
преподавателем (или лаборантом). Перед включением нагнетателя необходимо
предварительно принять меры по прекращению работ по обслуживанию данною
нагнетателя и электродвигателя, оповестить персонал о пуске нагнетателя.
Требования безопасности во время работы.
16
Основными техническими мерами защиты людей от поражения током в
лаборатории являются – защитное заземление и зануление.
К лабораторным средствам индивидуальной защиты относятся
диэлектрические перчатки, боты, коврики и дорожки, а изолирующие подставки.
Эти изолирующие средства применяют только на соответствующее напряжение
при наличии клейма с датой их испытания и при отсутствии повреждений.
Периодически необходимо проверять наличие средств индивидуальной защиты и
проводить испытания их сопротивления (перчатки - 1 раз в 6 месяцев, коврики –
1 раз в год).
Запрещается вытирать мокрой тряпкой оборудование, находящееся под
напряжением; загружать сушильный шкаф легковоспламеняющимися
веществами (бензин, спирт, эфир и т. п.); работать с незаземленными приборами.
Требования безопасности в аварийных и опасных ситуациях.
Необходимо помнить, что после оказания первой помощи к пострадавшему
следует немедленно вызвать врача для устранения несчастного случая или скорую
помощь. При электротравме пострадавшего, прежде всего, освобождают от
действия тока (провода перерезают или отбрасывают с помощью непроводящих
ток предметов или палки). Приборы обесточивают. Если действие источника тока
прекратить нельзя, пострадавшего стоит оттащить и перенести в безопасное
место, соблюдая следующие меры предосторожности:
1) надеть резиновые (или сухие шерстяные) перчатки или обмотать руки
сухой одеждой;
2) встать на изолирующий предмет (резиновая обувь, резиновый коврик,
сухая доска);
3) не прикасаясь к открытым частям тела и удерживая за одежду,
пострадавшего оттащить и положить на сухое и ровное место.
При тяжелом поражении делают искусственное дыхание и закрытый массаж
сердца.
17
3 СТРУКТУРА ОТЧЕТА О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
Отчет о лабораторной работе по курсу должен содержать:
1. Название работы.
2. Цель проводимых испытаний.
3. Схема лабораторной установки в символах ЕСКД с обозначением
позиций основных элементов.
4. Краткое изложение методики проведения испытаний.
5. Расчетные формулы.
6. Техническая характеристика установки и измерительных приборов.
7. Таблица результатов замера необходимых параметров и
характеристика условий проведения опытов.
8. Таблица расчетных данных.
9. Графики полученных характеристик.
10. Элементы НИРС.
11. Выводы по работе и сведения о математической обработке опытных
данных.
Название работы и цель проводимых испытаний задаются преподавателем.
Схема лабораторной установки предоставляется студентами в соответствии
с реальным исполнением установки на стенде, выполняемым исследованием или
другим видом работ. Она должна содержать испытуемое оборудование (насосы,
вентиляторы), трубопроводы и дросселирующие устройства (шиберы,
поворотные заслонки, вентили, краны и т.п.), измерительную аппаратуру. Схема
должна быть компактной (занимать примерно 0,5 страницы отчета). Основным
элементам схемы должен быть присвоен номер позиции, расшифрованный в
подрисуночной подписи.
На схеме следует также обозначить длины и диаметры участвующих в
расчете участков трубопроводов или воздуховодов.
Краткое изложение методики производства испытаний содержит сведения
о режиме работы оборудования (включено, выключено), положении
18
регулирующих органов (закрыты, открыты, положение меняется в процессе
испытаний), перечень измеряемых параметров и последовательность действий
студентов-испытателей.
В разделе «Расчетные формулы» представляются все аналитические
зависимости, необходимые для определения искомых параметров по результатам
измерений. Промежуточные преобразования опускаются. В формулах должны
применяться общеупотребимые идентификаторы (L – производительность,
расход, м
3
/ч; G – подача, т/ч; P – давление, Па; N – мощность, Вт).
Техническая характеристика установки включает: диаметры трубопроводов
(воздуховодов); длины расчетных участков; сведения о характере тока,
питающего электропривод; КПД электропривода; коэффициенты участвующих в
расчете местных сопротивлений; пределы измерения, класс точности и цену
деления измерительных приборов; сведения о тарировке измерительных
приборов и т.п.
Таблица результатов замеров составляется студентами в указанной форме.
Она должна содержать наименование измеряемых параметров, их обозначение в
соответствии с расчетными формулами и размерность. В условиях проведения
опытов представляются: число оборотов рабочего колеса; вид жидкости, ее
температура, плотность. При испытании вентиляторов дополнительно измеряется
влажность и барометрическое давление воздуха.
Строящиеся по результатам измерений графики должны четко определять
полученные зависимости и иметь на координатном поле минимум поясняющей
информации. Построение его начинается с выбора масштабов. Максимальные
значения полученных параметров должны находиться в пределах координатного
поля. В выводах содержится обсуждение полученных результатов: сведения о
характере изменения исследуемых параметров; соответствие (или
несоответствие) полученных кривых приведенным в литературе; анализ влияния
определяющих факторов на исследуемые величины; статистическая оценка
полученных данных (выполняется по заданию преподавателя).
19
4 ПРАВИЛА ВНУТРЕННЕГО РАСПОРЯДКА
1. К лабораторным занятиям допускаются только студенты,
усвоившие правила безопасности, изучившие устройство и принцип работы
приборов и оборудования.
2. Лабораторные работы выполняются бригадой студентов в составе не
менее двух человек.
3. Каждый студент должен заранее подготовиться к работе. При
недостаточной подготовке студент не допускается к выполнению работы.
4. Подготовленные к проведению работы приборы и оборудование
должны быть проверены преподавателем.
5. Результаты измерений должны быть проверены преподавателем
6. Все присоединения в установке или полная разборка схемы
осуществляются только с разрешения преподавателя.
7. В случае аварии на рабочем месте необходимо немедленно отключить
питание и сообщить об аварии преподавателю без каких-либо изменений в схеме
установки. Совместно с преподавателем выясняется причина аварии и способ се
устранения.
8. Студент обязан бережно обращаться с оборудованием лаборатории.
Запрещается делать надписи мелом, карандашом или ручкой на столах, приборах,
оборудовании. Не следует загромождать столы посторонними предметами.
9. К следующему занятию каждый студент обязан представить отчет о
выполненной предыдущей лабораторной работе, в противном случае к
выполнению следующей работы студент может быть не допущен.
20