5. Центробежные насосы и их применение

Центробежные насосы являются одной из наиболее распространённых конструкций лопастных гидравлических машин, служащих для подъёма и перемещения различных жидкостей. Их применяют для различных целей, начиная от водоснабжения и кончая подачей топлива в ракетные установки. На химических предприятиях они обеспечивают подачу сырья, перекачку всех технологических продуктов, прокачивание жидкости через нагревательную и холодильную аппаратуру, откачку готовой продукции и т.д. Благодаря тому, что они обладают высоким КПД ( ), имеют достаточно простую конструкцию, характеризуются равномерной подачей жидкости, могут быть непосредственно соединены с электродвигателями, имеют широкий диапазон производительности и напора и, наконец, не требуют сложного ухода при эксплуатации, они получили широкое распространение в народном хозяйстве.

5.1. Подбор центробежного насоса и исследование режимов его работы

По заданному расходу ( ) и рассчитанной подаче ( ) выбираем центробежный насос с наиболее приближёнными параметрами расхода и подачей [2, рис.4.21, стр. 112].

Марка насоса 3К-9 ; его частота вращения . Характеристика насоса представлена в табл.5.1:

Таблица 5.1

	0	2	4	8	10	12	14	16
	34	35	35.8	34.5	32.6	30.8	28	25
	2	2.7	3.5	4.3	4.8	5.2	5.5	5.7
	0	20	38	60	65	68	69	70

По значениям из таблицы 5.1 на миллиметровой бумаге выполняю построение характеристик насоса марки 3К-9 ( , , ).

Характеристики насоса отражены в приложении 1.

При работе центробежных насосов на трубопроводную систему встречаются разные схемы их включения с разной комбинацией всасывающего и нагнетательного трубопроводов. Например, один насос может работать на один или два нагнетательных трубопровода, встречаются схемы последовательного и параллельного включения насосов.

5.2. Определение режима работы насоса на один нагнетательный трубопровод

Эта задача решается графоаналитическим способом, это значит необходимо найти рабочую точку 1, которая является точкой пересечения характеристики выбранного насоса и гидравлической характеристикой трубопровода , который состоит из всасывающего и нагнетательного.

Расчёт характеристик необходимо провести для обоих трубопроводов согласно с методикой, которая представлена в п.3, при разных значениях Q в пределах характеристики выбранного насоса.

Расчёт всасывающего трубопровода:

,

.

- зона смешанного сопротивления (при - эквивалентная шероховатость);

,

,

,

.

Характеристики всасывающего трубопровода представлены в табл.5.2.1:

Таблица 5.2 .1

	0	2	4	8	10	12	14	16
	0	0.15	0.3	0.6	0.75	0.9	1.05	0.792
	0	35092.89	70185.79	140371.5	175464.48	210557.38	245650.27	182824
	0	0.0231	0.0208	0.0184	0.0178	0.0174	0.018	0.0171
	1,8
	0	0.0057	0.0215	0.0798	0.122	0.174	0.154	0.234

Расчёт нагнетательного трубопровода:

;

;

- зона смешанного сопротивления (при - эквивалентная шероховатость);

,

,

.

Характеристики нагнетательного трубопровода представлена в табл.5.2.2:

Таблица 5.2.2

	0	2	4	8	10	12	14	16
	0	0.28	0.565	1.129	1.4	1.69	1.97	2.26
	0	47870.3	95595.45	193019.93	239351.55	288931.51	336801.82	386381.78
	0	0.0228	0.0202	0.0183	0.0179	0.0176	0.0174	0.0171
	1.75
	0	0.218	0.79	2.869	4.32	6.19	8.32	10.77
	27.42	27.64	28.23	30.67	31.86	33.79	35.98	38.49

Полученные значения Н_П и Q нанесены в том же масштабе на график характеристики насоса (п.1.5.1), тем самым вычерчивается зависимость Н_П=f(Q). Точка пересечения характеристики насоса Н=f(Q) и характеристики трубопровода Н_П=f(Q) является рабочей точкой 1 совместной работы насоса на один нагнетательный трубопровод (приложение 1).

Из графика, вычерченного на миллиметровой бумаге формата А4, определяем Q₁, Н₁, N₁,ŋ₁, соответствующие рабочей точке 1:

, , , .

Затем определяем показатель оптимального режима насоса, сравнив полученное значение ŋ₁ с ŋ_max:

, (5.2)

где - максимальное значение КПД насоса 3К-9, взятое из графика Н=f(Q);

- значение КПД в рабочей точке 1.

.

По полученному значению можно сделать вывод об экономичности работы помпы. Исходя из того, что область целесообразного использования центробежной помпы определяется величиной , можно сделать вывод (заключение):

- применение центробежного насоса 3К-9 на один нагнетательный трубопровод экономически выгодно.