3. Відцентровий насос

Відцентровим називають лопатевої насос, в якому рідина переміщається за допомогою робочого колеса від центру до периферії. На рис. 3 показана схема горизонтального відцентрового насоса, основними частинами якого є корпус, робоче колесо 6, насаджене на вал 2, що обертається в підшипниках 3.

Мал.3. Схема відцентрового насоса: 1 – всмоктуючи труба; 2 – вал; 3 – підшипник; 4 – всмоктуючий патрубок; 5 – дифузор; 6 – робоче колесо.

Робоче колесо виконане у вигляді двох дисків, між якими знаходяться лопатки (лопаті) Зазвичай колесо виготовляють у вигляді єдиної відливки з чавуну, вуглецевої або легованої сталі. Корпус насоса виконують також відливанням у вигляді спіральної камери, в кінці якої встановлено дифузор 5. Рідина надходить на робоче колесо насоса в осьовому напрямку по всмоктуючій трубі 1 через всмоктуючий патрубок 4 і направляється в канали, утворені лопатями. При обертанні колеса рідині передається обертальний рух і під дією відцентрових сил вона переміщається в радіальному напрямку і виштовхується в спіральну камеру. При цьому в центральній частині колеса створюється розрідження, необхідне для всмоктування рідини в насос. Зібрана в спіральній камері рідина зі значною швидкістю надходить в дифузор 5. В спіральній камері і дифузорі, внаслідок зменшення швидкості руху рідини і відповідно до рівняння Бернуллі, відбувається перетворення кінетичної енергії рідини в енергію тиску і при підвищеному тиску по напірному трубопроводу рідина подається споживачеві. Для запуску в роботу відцентрового насоса необхідно заповнити рідиною всю всмоктуючу лінію і корпус з робочим колесом. Щоб при цьому рідина не витікала з насоса, в нижній частині на всмоктуючій трубі встановлений зворотній клапан.

Основними параметрами відцентрового насоса є об'ємна подача V (м³/с), напір Н (м.ст.

рідини або Па), потужність N (Вт або кВт), ККД η і частота обертання робочого колеса n (об/хв). Ці параметри взаємопов'язані і зміна одного з них неминуче тягне за собою зміну інших. У паспорті насоса зазвичай вказують параметри насоса, що відповідають умовам, при яких ККД найбільший. Дійсні умови експлуатації можуть відрізнятись від рекомендованих.

Щоб визначити параметри насоса в різних умовах його роботи, при заводських випробуваннях будують характеристики насосів, що встановлюють в графічній формі зв'язки між V і H; V і η; V і N при постійній частоті обертання робочого колеса n = const (див. мал. 4)

Мал. 4. Характеристики відцентрового насоса.

За вказаними характеристиками можна також встановити висоту всмоктування насоса Н_вс. На кривій Н(V) показана робоча частина характеристики насоса (хвилястою лінією), в межах якої рекомендується його застосування. Використання характеристик насоса полегшує вибір насоса. Наприклад, для визначення подачі, при якій насос створює необхідний напір Н (припустимо, 35 метрів при перекачуванні води), відкладаємо на характеристиці насоса значення цього напору. З отриманої точки проводять горизонтальну лінію до перетину з кривою Н(V) в точці А. З точки А проводять вертикальну лінію до осі абсцис і визначають шукану подачу насоса V. Як видно з характеристики, при перекачуванні води напір насоса дорівнює Н = 35 м ст. ж. при об'ємній подачі V ≈ 41 л/с (0,041 м³/с), потужність на валу насоса N = 26 кВт, ККД η = 78%, допустима висота всмоктування Н_вс ≤ 6 м.ст.рідини.

Характеристика насоса, наведена на мал.4 побудована для частоти обертання робочого колеса n = 24 с^-1 (1440 об/хв). Для інших частот обертання колеса n₁ параметри насоса можна перерахувати за наступними приблизними формулами:

(6)

(7)

(8)

Відцентрові насоси найбільш поширені в технологічних процесах хімічних виробництв.