31.Основні параметри насосів

Насосами называются машины для создания напорного потока жидкой среды. Этот поток создается в результате силового воздействия на жид­кость в рабочей камере насоса.

По характеру силового воздействия, а следовательно, и по виду рабочей камеры различают насосы динамические и объемные. В динамическом насосе силовое воздействие на жидкость осуществляется в проточной камере, постоянно сообщающейся со входом и выходом насоса. В объемном насосе силовое воздействие на жидкость происходит в рабочей камере, периодически изменяющей свой объем и попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.

К динамическим насосам относятся:  1) лопастные:а) центробежные; б) осевые;  2) электромагнитные;  3) насосы трения: а) вихревые; б)  шнековые; в) дисковые; г)  струйные и др. 

К объемным насосам относятся:  1)  возвратно-поступательные:  а)   поршневые  и  плунжерные;  б)  диафрагменные;  2)  крыльчатые;  3)  роторные: а)  роторно-вращательные; б) роторно-поступательные. 

По некоторым общим конструктивным признакам динамические и объемные насосы делят на следующие виды:  1) по направлению оси расположения, вращения или движения рабочих органов: а) горизонтальный; б) вертикальный;  2) по расположению рабочих органов и конструкций опор: а) консольный; б)моноблочный; в) с выносными опорами; г) с внутренними опорами;  3) по расположению входа в насос: а) с боковым входом; б) с осевым входом; в)двустороннего входа;  4) по числу ступеней и потоков: а) одноступенчатый; б) двухступенча­тый; в) многоступенчатый; г)  однопоточный; д)    двухпоточный; е)  много­поточный;  5) по   требованиям    эксплуатации:     а)   обратимый;    б) реверсивный; в)регулируемый; г) дозировочный.

Агрегат, состоящий из насоса (или нескольких насосов) и приводящего двигателя, соединенных друг с другом, называется насосным агрегатом.

В зависимости от рода двигателя различают следующие насосные агрегаты: 1)электронасосный; 2) турбонасосный; 3) дизель-насосный; 4) мотонасосный; 5)гидроприводной; 6) паровой; 7) пневматический.

Насосный агрегат с трубопроводом и комплектующим оборудованием, смонтированным по определенной схеме, обеспечивающей работу насоса, называется насосной установкой.

1. Загальна характеристика Насоси являють собою гідравлічні машини, призначені для переміщення рідин під тиском. Перетворюючи механічну енергію привідного двигуна на механічну енергію рідини, що рухається, насоси піднімають рідину на певну висоту, подають її на необхідну відстань у горизонтальній площині або змушують циркулювати в будь якій замкнутій системі.

Виконуючи одну або кілька згаданих функцій, насоси в кожному випадку входять до складу обладнання насосної станції.

Основними параметрами насосів, що визначають діапазон зміни режимів роботи насосної станції, склад її обладнання й конструктивні особливості, є напір, подача, потужність і коефіцієнт корисної дії.

Напір являє собою збільшення питомої енергії рідини на ділянці від входу в насос до виходу з нього. Виражений у метрах напір насоса визначає висоту підйому або дальність, переміщення рідини.

Подача характеризується обсягом рідини, що подається насосом у напірний трубопровід в одиницю часу, і виміряється звичайно в м/с, л/с або м год.

Потужність, витрачена насосом, потрібна для створення напору й подолання всіх видів втрат, неминучих при перетворенні механічної енергії на енергію руху рідини по трубопроводах. Вимірювана у кВт потужність насоса визначає потужність привідного двигуна й сумарну потужність насосної станції.

Коефіцієнт корисної дії враховує всі види втрат, пов'язаних з перетворенням насосом механічної енергії двигуна в енергію рідини, що рухається. ККД визначає економічну доцільність експлуатації насоса при зміні інших його робочих параметрів (напору, подачі, потужності).

Історія виникнення й розвитку насосів показує, що спочатку вони призначалися винятково для підйому води. Однак зараз область їх застосування настільки широка й різноманітна, що визначення насоса як машини для перекачування води було б однобічним. Крім водопостачання й каналізації міст, промислових підприємств і електростанцій насоси застосовуються для зрошення й осушення земель, гідроакумулювання енергії, транспортування матеріалів. Існують живильні насоси котельних установок теплових електростанцій, суднові насоси, насоси для нафтової, хімічної, паперової, харчової й іншої галузей промисловості. Насоси використовуються при виконанні будівельних робіт (намив земляних споруд, водозниження, відкачування води з котлованів, подача бетону й будівельних розчинів до споруд), при розробці родовищ і транспортуванні корисних копалин гідравлічним способом, при гідровидаленні відходів виробничих підприємств. Як допоміжні пристрої насоси слугують для забезпечення, змащення й охолодження машин.

Таким чином, насоси є одним з найпоширеніших видів машин, причому їх конструктивна розмаїтість надзвичайно велика, тому класифікувати насоси за їх призначенням досить важко. [1]

Більш логічною є класифікація, заснована на особливостях у принципі дії. Із цього погляду всі існуючі насоси можуть бути розділені на два види: динамічні й об'ємні.

1) У динамічних насосах рідина рухається під силовим впливом у камері постійного обсягу, що об'єднана із підводними і відводними пристроями. Залежно від виду силового впливу на рідину динамічні насоси, у свою чергу, розподіляються на лопатеві насоси й насоси тертя.

2) Об'ємні насоси працюють за принципом витиснення рідини з камери за рахунок зменшення її обсягу. Періодична зміна обсягу камери відбувається за рахунок зворотно - поступального або обертового руху робочого органу насоса. Позмінне заповнення камери перекачуваною рідиною та її спорожнювання забезпечуються клапанними пристроями вхідного й вихідного патрубків насоса. [2]

Конструктивне виконання насосів різних типів визначається головним видом їх робочих органів.

Необхідно відзначити, що, незважаючи на значні особливості в принципі дії, конструкції насосів всіх типів, включаючи насоси, застосовувані в системах водопостачання й каналізації, повинні задовольняти вимогам, до яких у першу чергу відносяться:

- надійність і довговічність роботи;

- економічність і зручність експлуатації;

- зміна робочих параметрів у широких межах за умови збереження високого ККД;

- мінімальні розміри й маса;

- простота пристрою, що полягає в мінімальній кількості деталей і повної їх взаємозамінності;

- зручність монтажу й демонтажу.

Вибір типу насоса в кожному конкретному випадку відбувається з урахуванням його експлуатаційних і конструктивних якостей, що найбільш повно задовольняють технологічному призначенню насосної

30КЛАСИФІКАЦІЯ НАСОСІВ ЗА ПРИНЦИПОМ ДІЇ ТА ХАРАКТЕРОМ СИЛ

. POSTED IN НАСОСЫ

За характером сил, що переважають у насосі: об'ємні, в яких переважають сили тиску і динамічні, в яких переважають сили інерції.

За характером з'єднання робочої камери з входом і виходом з насоса: періодичне з'єднання (об'ємні насоси) і постійне з'єднання входу та виходу (динамічні насоси).

 

Об'ємні насоси використовуються перекачування грузлих рідин. У таких насосах е одне перетворення енергії - енергія двигуна безпосередньо перетворюється в енергію рідини (механічна => кінетична + потенційна). Це високонапірні насоси, вони чутливі до забруднення перекачується рідини. Робочий процес в об'ємних насосах неврівноважений (присутня висока вібрація), саме тому тут необхідно створювати для них масивні фундаменти. Також для цих насосів характерна нерівномірність подачі. Великим плюсом таких насосів можна вважати здатність до сухого всмоктуванню (самовсмоктування).

Для динамічних насосів характерно подвійне перетворення енергії (1 етап: механічна => кінетична + потенційна; 2 етап: кінетична => потенційна). У динамічних насосах можна перекачувати також забруднені рідини, вони мають рівномірною подачею і врівноваженістю робочого процесу. На відміну від об'ємних насосів, вони не здатні до самовсмоктування.

Об'ємні насоси

Процес об'ємних насосів заснований на поперемінному заповненні робочої камери рідиною і витіснення її з робочої камери. Деякі види об'ємних насосів:

Імпеллерние насоси - забезпечують ламінарний потік перекачується продукту на виході з насоса, і можуть використовуватися в якості дозаторів

Пластинчасті насоси - забезпечують рівномірний і спокійне всмоктування перекачується продукту на виході з насоса, можуть використовуватися для дозування.Пластинчасті насоси можуть бути як регульованими, так і нерегульованими. Саме у пластинчастих регульованих насосах зміна подачі здійснюється за рахунок зміни обсягу робочої камери завдяки зміні ексцентриситету ротора і статора. Як регулюючий пристрій застосовуються гідравлічні і механічні регулятори.

Гвинтові насоси - забезпечують рівний потік перекачується продукту на виході з насоса, можуть використовуватися для дозування

Поршневі насоси можуть створювати дуже високий тиск, погано працюють з абразивними рідинами, можуть використовуватися для дозування

Перистальтичні насоси створюють невисокий тиск, хімічно інертні, також можуть використовуватися для дозування

Мембранні насоси - створюють невисокий тиск, можуть використовуватися для дозування

Імпеллерние (ламельні) насоси. Можуть бути виготовлені в харчовому, маслобензостойкой і кислотолугостійкі виконанні

Загальні властивості об'ємних насосів:

Циклічність робочого процесу та пов'язані з нею порційність і пульсації подачі і тиску. Подача об'ємного насоса здійснюється не рівномірним потоком, а порціями.

Герметичність, тобто постійне відділення напірної гідролінії від всмоктуючої (лопатеві насоси герметичністю не володіють, а є проточними).

Самовсмоктування, тобто здатність об'ємних насосів створювати у всмоктувальній гідролінії вакуум, достатній для підйому рідини вгору у всмоктувальній гідролінії до рівня розташування насоса (лопатеві насоси не є самовсмоктуючий).

Незалежність тиску, створюваного в напірній гідролінії, від подачі рідини насосом

Динамічні насоси

Динамічні насоси підрозділяються на:

Лопатеві насоси, робочим органом у яких служить лопатеве колесо або мелкозаходний шнек. У них входять:

Відцентрові, у яких перетворення механічної енергії привода в потенційну енергію потоку відбувається саме внаслідок відцентрових сил, що виникають при взаємодії лопаток робочого колеса з рідиною. Відцентрові насоси підрозділяють на:

Відцентрово-шнековий насос - вид відцентрового насоса з підведенням рідини до робочого органу виконаному у вигляді мелкозаходного шнека великого діаметра (дисків), розташованому по центру, з викидом по дотичній вгору або бік від корпусу.

Консольний насос - вид відцентрового насоса з одностороннім підведенням рідини до робочого колеса, розташованого на кінці вала, віддаленому від приводу.

Осьові (пропелерні) насоси, робочим органом яких служить лопатеве колесо пропелерного типу. Рідина у цих насосах переміщуються вздовж осі обертання колеса. Швидкісні насоси з високим коефіцієнтом швидкохідності, характеризуються великими значеннями подач, але низьких значеннях напору.

Напівосьові (діагональні, турбінні) насоси, робочим органом яких служить напівосьові (діагональне, турбінне) лопатеве колесо.

Радіальні насоси, робочими органами яких служать радіальні робочі колеса. Тихохідні одноступінчасті і багатоступінчасті насоси з високими значеннями напору при низьких значеннях подач.

Відцентрово-шнекові (дискові) - здатні перекачувати карамелізується і склеюються маси, типу клею

Вихрові насоси - окремий тип лопатевих насосів, у яких перетворення механічної енергії в потенційну енергію потоку (напір) відбувається за рахунок вихреобразования в робочому каналі насоса.

Струменеві насоси, в яких переміщення рідини здійснюється за рахунок енергії потоку допоміжної рідини, пари або газу (немає рухомих частин, але низький ККД).

Тарани (гідротарани), які використовують явище гідравлічного удару для нагнітання рідини (мінімум рухомих частин, майже немає тертьових поверхонь, простота конструкції, здатність розвивати високий тиск на виході, низькі ККД і продуктивність)

Вихрові насоси

Вихрові насоси - динамічні насоси, рідина в яких переміщається по периферії робочого колеса в тангенціальному напрямку. Таке перетворення механічної енергії привода в потенційну енергію потоку відбувається саме за рахунок множинних вихорів, порушуваних його лопатевим колесом в робочому каналі насоса. ККД ідеального вихрового насоса не перевищує 45%. [Джерело не вказано 676 днів] ККД реальних насосів зазвичай не перевищує 30%.

Застосування вихрового насоса виправдане при значенні коефіцієнта швидкохідності [невідомий термін] ns <40. Вихрові насоси в багатоступеневому виконанні значно розширюють діапазон робочих тисків при малих подачах, знижуючи коефіцієнт швидкохідності до значень, характерних для насосів об'ємного типу.

Вихрові насоси поєднують переваги насосів об'ємного типу (високі тиску при малих подачах) і динамічних насосів (лінійна залежність напору насоса від подачі, рівномірність потоку).

Вихрові насоси використовуються для перекачування чистих і маловязких рідин, скраплених газів, в якості дренажних насосів для перекачування гарячого конденсату.

Вихрові насоси володіють низькими кавітаційними якостями. Кавітаційний коефіцієнт швидкохідності вихрових насосів C = 100 .. 110.

Класифікація насосів з реалізації

Механічні

Поршневі

Роторно-поршневі

Діафрагмові

Пластинчасті

Гвинтові

Рутса

Золотникові

Спіральні

Турбомолекулярние

Магніторазрядние

Струменеві

Водокільцеві

Паромасленние діфузіонной

Паромасленние бустерні

Сорбційні

Кріогенні

Класифікація насосів по типу перекачується

Хімічні насоси

Хімічні насоси призначені для перекачування різних агресивних рідин, тому основними галузями їх застосування є хімічна і нафтохімічна промисловість (перекачування кислот, лугів, нафтопродуктів), лакофарбова промисловість (фарби, лаки, розчинники тощо) і харчова промисловість.

Хімічні насоси перекачує кислоти і луги, органічні продукти, зріджені гази і т. п., які характеризуються вибухонебезпечністю, різною температурою, токсичністю, схильністю до полімеризації і налипання, вмістом розчинених газів. Характер перекачуваних рідин обумовлює те, що хімічні насоси виготовляються повністю з хімічностійких полімерів.