2.4. Вихревой насос
Вихревой насоспо современной классификации – этонасос трения, в котором жидкая среда перемещаетсяпо перифериирабочего колесав тангенциальном направлении.
В настоящее время они получили широкое применение при малых подачахи относительновысоких напорах, там, где центробежные насосы недостаточно эффективны из-за больших объемных и механических потерь.
Компактностьи малая металлоемкость вихревых насосов,способность к самовсасываниюи крутопадающаянапорная характеристикаделают их незаменимыми для подачи легколетучих жидкостей и жидкостей, насыщенных газами.
Рабочими органамивихревого насоса (рис. 2.4) являютсярабочее колесо4 с лопатками, расположенными в его периферийной части, ирабочий канал1, выполненныйконцентричнорабочемуколесув корпусе 2. Всасывающая и напорная полости разделеныперемычкой6. Колесо установлено в корпусе снебольшими торцевымизазорами порядка 0,1 мм на сторону, такой же порядок имеет величинарадиального зазорамежду колесом и перемычкой.
Рис. 2.4. Конструктивные схемы вихревых насосов
Рабочий процессвихревого насосаоснованнапередаче энергиилопастями рабочего колесапотоку жидкостив канале врезультате переноса импульса(количества движения)от жидкости, движущейсяв ячейкахрабочего колеса, к жидкости, движущейсяв рабочем каналенасоса.Переносимпульсаосуществляетсяза счет увлекающего действия колеса ивследствиевозникновенияпродольных и радиальных вихрей. Передача энергии сложной системой продольных и радиальных вихрей сопровождаетсябольшими потерями энергии, поэтомуКПД вихревыхнасосов на оптимальных режимах работыниже(0,20…0,60), чем уцентробежных, несмотря на существеннобольшую(в 1,5…2 раза)напороспособностьпри одинаковых значениях окружных скоростей.
Из принципа действия вихревых насосов ясно, что они эффективнытолькодля подачичистыхмаловязкихжидкостей. Ониимеютболеенизкие кавитационные качествапо сравнению с центробежными насосами.
2.5. Струйный насос
Струйные насосы не имеют подвижных частей, энергосообщителем является поток жидкости (рис. 2.5).
Насос состоит из входного устройства, к которому подводится жидкость под большим давлением. В сопле происходит преобразование потенциальной энергии активного потока жидкости Qакт в кинетическую энергию. В камере смешения происходит передача энергии основному или пассивному потоку жидкости Q, затем в диффузоре кинетическая энергия суммарного потока жидкости преобразуется в потенциальную энергию.
Активный и пассивный поток могут быть различными жидкостями, например чистой и грязной водой или водой и воздухом.
Лекция 3
3.1. Гидродинамические передачи
3.1.1. Общие сведения о гидродинамических передачах
Гидропередача− этоустройстводляпередачимеханическойэнергиипосредством потокажидкости. Всоставгидропередачи входятнасос, гидравлический двигатель и соединительные трубопроводыс рабочей жидкостью. Гидропередачи, использующиединамические гидромашины, называютсягидродинамическими.
В гидродинамических передачах применяют лопастные насосыи, в качестве гидравлическихдвигателей,лопастные турбины. В реальных конструкцияхлопастный насоси гидравлическаятурбинапредельносближеныи располагаются сооснов общем корпусе. Так как эти две гидромашины имеют общий корпус, то в дальнейшемнасосбудемназывать насосным колесом, а турбину − турбинным колесом. В такой конструкцииотсутствуют трубопроводы, поэтомужидкостьизнасосного колесасразу попадает на лопаткитурбинного колеса, а из турбинного −вновьна лопаткинасосного колеса.
Гидродинамические передачи,применяемые в машиностроении,подразделяютнагидравлические муфты (гидромуфты) игидравлические трансформаторы (гидротрансформаторы).
Гидромуфты, состоящиеиз насосного и турбинного колес, служат для передачи энергиибез изменения крутящего момента, т. е. моменты на входном и выходном валах гидромуфты практически одинаковы.
Гидротрансформаторы, кроменасосного и турбинного колес, имеют хотя быодно дополнительное колесо.Онона большинстве режимов работынеподвижно, т.е. являетсянеактивным (реактивным), и поэтому его принятоназывать реактором.Включениев состав гидротрансформаторареакторапозволяет емуизменять(трансформировать) передаваемыйкрутящий момент. Таким образом,моменты на входном и выходном валахгидротрансформатора на большинстве режимов работыразличны.
Комплекснымназываютгидротрансформатор, которыйв широком диапазонеизменения своих передаточных отношенийработает как гидротрансформатор, а при больших значениях передаточных отношенийпереходит в режим гидромуфтыи работает как гидромуфта. Этопозволяетсущественноповыситьегокоэффициент полезного действия.