Классификация центробежных насосов

В зависимости от конструкции центробежные насосы подразделяются:

по числу рабочих колес:

• одноступенчатые

• многоступенчатые (рис. 3а)

по расположению вала:

• горизонтальные

• вертикальные

по способу подвода всасываемой жидкости:

• с односторонним подводом

• с двухсторонним подводом (рис. 3б)

по конструкции корпуса:

• цельнокорпусные

• с екционные

Характеристики центробежного насоса Теоретическая подача центробежного насоса

Теоретическую подачу центробежного насоса Q_о, м³/ч, можно вычислить по уравнению неразрывности потока [10]:

где: F – площадь поперечного сечения потока, м²;

_cp – средняя скорость потока, нормальная этому сечению, м/с.

Площадь живого сечения потока на выходе из рабочего колеса центробежного насоса можно вычислить (без учета стеснения его лопастями) как боковую поверхность цилиндра диаметром, равным диаметру колеса D₂ и высотой, равной ширине канала колеса b₂, т. е. F=D₂b₂. Скорость потока, нормальная этой поверхности, –меридиональная скорость _2r=sin₂. Если принять, что в рабочем колесе имеется бесконечно большое число бесконечно тонких лопастей, то эта скорость во всех точках цилиндрической поверхности будет одинаковой и равной средней скорости на выходе (_2r=_ср). Подставляя полученные значения F и _ср в уравнение расхода, получим формулу для определения теоретической подачи насоса [10]:

Для входного сечения колеса:

Полезная подача центробежного насоса вычисляется по формуле:

где: _о – объемный КПД насоса.

Давление и напор, развиваемые насосом

Давление, развиваемое насосом, определяется исходя из приращения удельной энергии перекачиваемой жидкости, и может быть выражено как:

, Па

где: z₁ – расстояние центра тяжести входного сечения от плоскости сравнения, м;

z₂ – расстояние центра тяжести выходного сечения от плоскости сравнения, м;

 – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

P₁ – давление жидкости на входе в насос, Па;

P₂ – давление жидкости на выходе из насоса, Па;

₁ – скорость течения жидкости на входе в насос, м/с;

₂ – скорость течения жидкости на выходе из насоса, м/с.

Для гидравлических расчетов применяется понятие полного напора, представляющего собой удельную энергию жидкости, отнесенную к единице ее веса и выраженную в метрах столба этой жидкости [10]:

, м.вод.ст.

иначе полный напор, развиваемый насосом равен:

, м.вод.ст.

Сумму первых двух членов данного выражения называют манометрическим напором:

следовательно, напор насоса может быть выражен как:

Т, е. напор насоса равен манометрическому напору плюс разность скоростных напоров во всасывающем и напорном патрубках насоса.

Высота всасывания насоса

Из уравнения Бернули для двух сечений (в нашем случае для уровня жидкости в резервуаре и на входе в насос (см. рис. 4)) следует, что высота всасывания насоса [10]:

, м.вод.ст.

где: Н_вс – геометрическая высота всасывания, м.вод.ст.;

h_вс – гидравлические потери во всасывающей линии, м.вод.ст.;

Р_А – атмосферное давление, Па;

Р_ВХ – абсолютное давление на входе в насос, Па;

_вх – скорость на входе в насос, м/с;

 – плотность жидкости, кг/м³.

Величина Н_В получила название вакуумметрической высоты всасывания насоса и характеризует максимальное разряжение у входа в насос, или по-другому – высоту всасывания с учетом потерь.

Следует отметить, что в зависимости от способа установки насоса вакуумметрическая высота всасывания (Н_В) может иметь как положительное, так и отрицательное значение [10]. Последнее наблюдается в случае работы насоса с подпором (рис. 4б):

При работе насоса по схеме, показанной на рисунке 4в, Н_В определяется как: