06-09-2014_00-25-24 (1) / Лекция 8

Лекция №8

Побудители расхода (насосы, компрессоры)

Насосы это то, что заставляет двигаться жидкость

Насосы: поршневые и центробежные. Другие типы применяются значительно реже.

Поршневые насосы

Производительность насоса

S=- площадь поршня, r – радиус кривошипа, i- кратность действия насоса, 𝛈 –объемный КПД насоса, n- число оборотов в минуту, V-объемный расход:

V= .

Закон движения поршня:

X= = (l-lcosβ)+(r-rcosα)=r(1-cosα), т.к. lr и β→ 0.

C==rsinα=ωrsinα ω=- угловая частота, C- скорость движения поршня.

a=rcosα –ускорение движения поршня

=V/Sη= -средняя скорость движения жидкости в цилиндре насоса

=а=а – ускорение движения жидкости во всасывающем трубопроводе, полученное из уравнения расхода.

Диаграмма подачи поршневого насоса однократного действия:

V

α

π/2 π 2π 3

Для двукратного действия

V

α

π 2π

Для четырехкратного действия

V

π/2 π 3/2π 2π α

Чем выше кратность, тем равномернее движется жидкость

Мера неравномерности всасывания жидкости насосом:

= =

С ростом i- кратности действия насоса движение жидкости всасывающей линии насоса становится более равномерным.

Если есть неравномерность движения жидкости в трубе, то есть ускорение. При этом возникает сила инерции и инерционные потери напора h_п:

= = = a

= a= r cosα

= r при α=0 равно максимальному значению.

=h_пв = λ - напор, потерянный на трение и на местных сопротивлениях во всасывающей линии:

= C = C = rω

= rω при α=π/2 равно максимальному значению

Максимальная геометрическая высота всасывания поршневого насоса.

Ее величина определяется возможностью начала кавитации.

Кавитация – схлопывание паровых пузырьков

Уравнение Бернулли

= + + + + - - - - 0,5 ; 0,5- запас на колебание атмосферного давления.

Полный напор, развиваемый поршневым насосом:

H = B + M = + + + +- равен напору, затрачиваемому на преодоление всех сопротивлений.

Мощность, затрачиваемая на перекачивание:

N = =

Достоинства и недостатки поршневых насосов:

• Сложная конструкция

• Неравномерная подача

+ Точное количество подаваемой жидкости

+ Высота подачи не связана с производительностью насоса

Центробежные насосы:

Напор, развиваемый центробежным насосом

cos - = M - закон сохранения момента количества движения (кинетической энергии) на лопатке рабочего колеса.

Домножим уравнение на угловую частоту вращения рабочего колеса ω получим уравнение сохранения кинетической энергии :

= ω -линейная скорость

= ω

= Mω = N = V=G₂gH- мощность.

H = f

Для того, чтобы иметь максимальный напор , должен стремиться к π/2. Тогда напор равен:

H = , а лопатки должны быть отогнуты назад по ходу вращения.

Расход, развиваемый центробежным насосом

b

V = b -

D Z[шт] V = Ψ D b

δ

Схема рабочего колеса ц/б насоса.

Мощность, потребляемая центробежным насосом:

N = V f

Cвязь между напором и производительностью центробежного насоса ( основное уравнение центробежного насоса)

α

=+ctg

=-ctg ; V=Ψ D b

H = = = -

теоретическая характеристика центробежного насоса H=f(V)- прямая.

Н,м

Рабочая характеристика

Теоретическая характеристика

Центробежного насоса

V

Универсальная характеристика центробежного насоса:

H

V

Рабочая точка центробежного насоса

H = f (V) - характеристика насоса

= = - характеристика трубопровода

H= H=f(V²) –парабола (характеристика трубопровода).

H

рабочая точка системы насос-трубопровод

V

H

Последовательная работа центробежных насосов

2

V

При постоянном расходе складываются напоры.

В случае 1 надо либо брать другой насос 2, либо ставить насосы 1 последовательно.

Параллельная работа насосов

H

V

Параллельная работа центробежных насосов. Результирующая характеристика получается сложением расходов, даваемых насосами при H=const