Основные параметры центробежных насосов

Насосы. Общие сведения.

Насосами называются – гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкостей и передачи им энергии.

В насосах механическая энергия, подводимая к ним от двигателя, преобразуется в кинетическую, потенциальную и тепловую энергию жидкости.

В целом насосы классифицируются по способу действия и по конструктивному признаку:

1) В лопастных насосах энергия жидкости передаётся посредством лопастей, тем или иным образом присоединённые к валу насоса и вращающихся вместе с валом.

К ним относятся осевые, вихревые, центробежные и диагональные насосы.

2) В объемных насосах энергия жидкости передаётся посредством заполнения жидкостью некоторых ограниченных объемов и последующего вытеснения жидкости из этих объемов тем или иным рабочим органом (цилиндр, поршень, шестеренчатые, винтовые).

Струйные насосы функционируют на основе того же принципа что и краскопульты.

К таким параметрам относятся те, которые характеризуют работу насосов как гидравлических машин.

Подача и производительность насоса – количество жидкости, подаваемое насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени. Различают производительность массовую M и объемную Q между собой они связаны соотношением

Где плотность жидкости

Полное давление, вызываемое насосом рассчитывается по формуле:

(1)

и - давление на входе и выходе насоса, Па

и - скорость жидкости на входе и выходе, м/с

q – ускорение свободного падения

и - геодезические отметки манометров, которыми измеряют давления и

Полный напор, развиваемый насосом, определяется на основе известного соотношения между давлением и напором и на основе формулы1.

поскольку центробежные насосы одновременно являются механизмом и гидравлической машиной, то их работа оценивается с помощью нескольких КПД (-гидравлический КПД); (-объемный КПД); (-механический КПД); η – общий КПД

С помощью оцениваются потери гидравлической энергии (потери напора) в проточной части насоса.

С помощью оцениваются объемные потери энергии в насосе, возникающие в результате утечек и протечек жидкости в уплотнениях.

С помощью оцениваются потери энергии в узлах трения насосов (подшипниках концевых уплотнителях)

Применительно к насосам различают несколько видов мощности

Nпол – полезная мощность

Nпол=

N-мощность потребляемая насосом

Nна – насосно-силового агрегата

Nна=- мощность агрегата

где η_дв - КПД двигателя η_перед – КПД механической передачи между двигателем и насосом.

Кавитационный запас насоса

где - давление насыщенных паров перекачиваемой жидкости

h – кавитационный запас насоса - это избыток удельной энергии жидкости на входе в насос над удельной энергией насыщенных паров жидкости

∆hкр – критический кавитационный запас это минимальный избыток удельной энергии жидкости на входе в насос над удельной энергией насыщенных паров жидкости, при котором в насосе не возникает холодного кипения жидкости (кавитации)

∆ hдоп. – Допустимый кавитационный запас

∆ hдоп.=к ∙∆hкр

к – коэффициент запаса, принимаемый в размере 1,1-1,35.

Следующий параметр насоса допустимая высота всасывания насоса Hs- это максимальная высота, на которую насос может поднять жидкость во всасывающем трубопроводе над уровнем жидкости в резервуаре откачки, при которой в насосе не будет холодного вскипания жидкости (кавитации).

(2)

- давление над уровнем жидкости в резервуаре откачки

- потери напора во всасывающем трубопроводе. (Только по длине и на местных сопротивлениях)

Рассчитанное по формуле 2 значение Hs может быть со знаком + и со знаком -.

Hs + говорит что насос в данной ситуации обладает самовсасывающей способностью и может поднять жидкость во всасывающем трубопроводе над уровнем её резервуаре откачки но на высоту не более рассчитанного.

Отрицательное Hs свидетельствуют об отсутствии у насоса самовсасывающей способности. Для придания в данном случае насосу работоспособности на его входе необходимо поддерживать напор не менее рассчитанного отрицательного значения Hs – по абсолютной величине (подпор).

В условиях безкавитационной работы насоса Hs≥ ∆Z

∆Z- разность геодезических отметок оси ротора насоса и уровня жидкости в резервуаре откачки.

- коэффициент быстроходности насоса определяется формулой

где n – обороты ротора, мин^-1

Q – Подача м³/с

H – Напор, м

Коэффициент быстроходности насосов – это своеобразный критерий в зависимости от численного значения его насосы подразделяются на:

1. Тихоходные =40-80

2. нормальной быстроходности = 80-150

3. быстроходные =150-300

Назначение и классификация компрессорных машин

Они такие же, как и у насосов за исключением, что нет вихревых компрессорных машин.

Классификация центробежных компрессорных машин

1. Вентиляторы – ЦБКМ со степенью сжатия Е < 1.1

2. центробежные нагнетатели – компрессорные машины со степенью сжатия Е > 1.1,не имеющие специальных устройств для охлаждения газа

3. Центробежные компрессоры – компрессорные машины с Е > 1.1 имеющие специальное устройство для охлаждения газа. У нагнетателей номинальное Е < 1.5, у компрессоров Е > 2, по этой причине жидкий газ в компрессорах сильно нагревается это требует его охлаждения по техническим и экономическим соображениям.

Нагнетатели и компрессоры отличаются друг от друга наличием или отсутствием средств для охлаждения газа.

Нагнетатели в свою очередь подразделяют на неполно напорные и на полнонапорные. У неполнонапорных нагнетателей номинальная степень сжатия 1.25. Это степень сжатия недостаточна она меньше той, которая требуется от компрессорной станции, отсюда и название этих нагнетателей.

У полнонапорных нагнетателей номинальная степень сжатия 1.5 и равна степени сжатия требуемой от КС.

Конструктивная схема и принцип действия центробежных нагнетателей

Такие же, как у центробежных насосов, отличаются только концевым уплотнением. У нагнетателей в уплотнении торцевого типа совмещённые в специальную камеру подаётся масло с давлением выше давления газа в нагнетателе, чем предотвращается любая утечка газа, такое уплотнение называется уплотнение масло – газ. При контакте масла с газом, часть газа растворяется в нем, вытекает из камеры уплотнения, дегазируется, и насосами вновь возвращается в камеру.

Основные параметры центробежных нагнетателей.

1. Производительность

2. Давление на входе – выходе (и )

3. Температура газа на входе и выходе (и )

4. Частота оборотов ротора(n)

5. КПД (η)

6. Мощность

У нагнетателей различают 5 видов производительности: массовая производительность на входе и на выходе . Объемная производительность на входе на выходе . Коммерческая производительность Q_к

Данные производительности связаны соотношением: ; .

Где и - плотность газа при условиях на входе (;). И выходе (;) нагнетателя. ввиду утечки по отмеченной причине, а также вследствие сжимаемости газа. Кроме того, различают коммерческую производительность Q_к – это объемная производительность при нормальных условиях на входе нагнетателя приведённая к нормальному условию (760 мм.рт.ст. )

Где - плотность газа при нормальных условиях

Степень сжатия есть

где , - абсолютное давление на выходе и входе нагнетателя

Нагнетатели различают 2 вида КПД:

ηполитрофическое, ηмеханическое.

ηполитрофический характеризует совершенство термодинамического процесса сжатия газа в нагнетателе.

ηмеханический. – потери энергии в узлах трения (в подшипниках и концевом уплотнении)

У нагнетателей 2 вида мощности

Внутренняя мощность

Мощность, требуемая для привода нагнетателя N. Они связаны соотношением

Дата добавления: 2014-01-20