Раздел 6. Нагнетатели.

6.1. Классификация нагнетателей. Области применения

Нагнетатели классифицируются:

1. машины для подачи жидких сред;

2. машины для подачи газовых сред.

1) Гидравлические машины классифицируются на:

- гидравлические двигатели;

- насосы;

- гидравлические передачи.

Насосы в свою очередь классифицируются:

- лопастные;

- объемные;

- струйные;

-пневматические.

2) Машины для подачи газовых сред делятся (в зависимости от развиваемого ими давления):

- вентилятор;

- газодувка;

- компрессор.

Вентилятор – машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления

Газодувка – машина, работающая при , но искусственно неохлаждаемая.

Компрессор сжимает газ при и имеет искусственное (обычно водяное) охлаждение полостей, в которых происходит сжатие газа.

Гидропередачи – конструктивные комбинации, служащие для передачи механической энергии с вала двигателя на вал приводной машины гидравлическим способом.

Гидропередача состоит из насоса, гидродвигателя и системы трубопроводов с устройствами для распределения и регулирования потоков рабочей жидкости.

Насос служит для создания потока жидкой среды.

Гидродвигатели – машины, превращающие энергию потока жидкости в механическую энергию (гидротурбины, гидромоторы).

Подача – объем жидкости, подаваемой нагнетателем в единицу времени.

Подача насоса (м³/с), вентилятора (м³/с, м³/ч).

Напор – энергия, сообщенная единице веса жидкости, прошедшей через насос.

, [м]. (6.1.1)

Мощность – энергия, затрачиваемая или сообщаемая нагнетателю в единицу времени.

Полезная мощность:

(6.1.2)

Мощность на валу:

, (6.1.3)

где - КПД нагнетателя.

КПД нагнетателя отражает потери мощности в нем.

Потери бывают:

- механические ;

- объемные ;

- гидравлические .

. (6.1.4)

Область применения нагнетателей.

В системах теплоснабжения центробежные насосы применяются для подачи воды.

В системах приточно-вытяжных установок зданий применяются вентиляторы.

В теплоэнергетических установках насосы применяются для питания котлоагрегатов, подачи конденсата и т.д.

Сжатый воздух как энергоноситель применяется в различных пневматических устройствах на заводах, в горно - добывающей и нефтяной промышленности, в строительстве. Т.е. компрессоры используются практически во всех отраслях народного хозяйства.

6.2 .Производительность, напор и давление, создаваемые нагнетателем

Основными величинами,, характеризующими работу машин, являются подача, напор и давление, ими развиваемые. Энергия, сообщаемая потоку жидкости или газа машиной, вполне определяется этими величинами и плотностью подаваемой среды. Гидродинамическое и механическое совершенство машины характеризуется ее полным КПД.

Подача — количество жидкости (газа), перемещаемое машиной в единицу времени.

Если подачу измеряют в единицах объема, то ее называют объемной и обозначают Q.

Системой СИ введена массовая подача М, кг/с, — масса жидкости (газа), подаваемой машиной в единицу времени. Очевидно, что

(6.2.1)

где — плотность среды, кг/м³; — объемная подача, м³/с

При отсутствии утечек массовая подача одинакова для всех сечений проточной полости машины независимо от рода подаваемой среды. Объемная подача практически одинакова по всей длине проточной полости только в насосах и приблизительно одинакова в вентиляторах. В компрессорах вследствие существенного повышения давления происходит уменьшение удельного объема газа и объемная подача по длине проточной полости падает.

В расчетах принято исчислять объемную подачу компрессоров при условии всасывания или при нормальных условиях, т. е. при параметрах среды Т= 293 К, — 100 кПа, = 1,2 кг/м³.

Подача насоса (вентилятора, компрессора) зависит от размеров и скоростей движения его рабочих органов и свойств трубопроводной системы, в которую он включен.

По ГОСТ 17398-72 «Насосы. Термины и определения» давление, развиваемое насосом, определяется зависимо- стью:

, (6.2.2)

где и — соответственно давления на входе в насос (начальное) и на выходе из насоса (конечное), Па; р — плотность среды, подаваемой насосом, кг/м³; с_и и с_к—' средние скорости потока на входе и выходе, м/с; z„ и г_к — высоты расположения центров входного и выходного сечений насоса.

Государственный стандарт устанавливает отчетливое понятие напора как величины, связанной с давлением соотношением:

. (6.63.3)

Такое понятие напора как величины, исчисляемой в едини­цах длины, вполне согласуется с основными положениями гидромеханики.

Перейдем от давлений к напорам:

. (6.2.4)

Полученное равенство определяет полный напор, развиваемый насосом.

Если пренебречь приростом скоростного напора , значение которого в некоторых случаях невелико, то полный напор машины представится только стати­ческой частью его , м:

. (6.2.5)

Важной величиной, характеризующей насосы и венти­ляторы с энергетической стороны, является их удельная полезная работа , Дж/кг:

, (6.2.6)

представляющая собою работу, получаемую потоком от рабочих органов машины, отнесенную к 1 кг массы жидкости (газа).

Работа L, подводимая на вал машины для приведения ее в действие, отнесенная к 1 кг массы подаваемой среды, называется удельной работой машины; она в основном определяет необходимую мощность приводного двигателя машины. Из-за потерь энергии в машине удельная полезная работа машины меньше ее удельной работы.

Удельная работа компрес­соров вычисляется особо в за­висимости от вида термодина­мического процесса, протекаю­щего в компрессорах.