Многоступенчатые и многопоточные центробежные машины

Напор, развиваемый колесом центробежной машины, как видно из выражения (2.8), определяется произведением . Для достижения высокого напора машине с одним колесом необходимо иметь высокую окружную скорость. Однако окружная скорость ограничена условиями прочности колёс и кавитацией.

В насосах, подающих воду и технические жидкости, скорость вращения, а следовательно и напор лимитируются обычно условиями возникновения кавитации.

В промышленных условиях для получения высоких напоров применяются многоступенчатые центробежные насосы.

Многоступенчатая центробежная машина представляет собой обычно ряд одноступенчатых машин, рабочие колёса которых сидят на общем валу и соединены последовательно. Представление о такой семиступенчатой машине даёт рис.2.17.

Рисунок 2.17 Схема многоступенчатой центробежной машины

При последовательном включении колёс напоры складываются так, что полный напор машины равен сумме напоров отдельных ступеней. Обычно при подаче несжимаемых жидкостей геометрические размеры всех ступеней одинаковы, поэтому полный напор такой машины равен сумме напоров всех ступеней. Часть продольного сечения многоступенчатой машины представлена на рис. 2.18.

Рисунок 2.18 Продольный и поперечные разрезы многоступенчатой машины

Поток жидкости (газа) поступает через подвод 1 в рабочее колесо 2 первой ступени машины, откуда, восприняв от лопаток некоторое количество энергии, он выбрасывается в направляющий аппарат 3 этой ступени. Затем, обогнув диафрагму 4, отделяющую первую ступень от второй, поток проходит обратный направляющий аппарат 5 между первой и второй ступенями и поступает в рабочее колесо второй ступени. Из второй ступени поток направляется в третью и т.д. Обратный направляющий аппарат является характерным элементом многоступенчатой центробежной машины.

При выходе из направляющего аппарата лопаточного устройства первой ступени поток обладает значительными тангенциальными составляющими абсолютной скорости, т.е. он закручен относительно оси машины. Если такой поток будет подведён к лопастям рабочего колеса второй ступени машины, то здесь он может получить приращение энергии, обусловленное лишь разностью окружных скоростей выхода и входа.

Если же на пути между выходом из направляющего устройства первой ступени и входом в рабочее колесо второй ступени расположить лопаточное направляющее устройство, обеспечивающее радиальный вход в рабочее колесо второй ступени, то последнее будет работать столь же эффективно, как и рабочее колесо первой ступени, передавая жидкости удельную энергию, определяемую по формуле (2.15).

Назначение обратного направляющего аппарата заключается в устранении закручивания потока с целью эффективной передачи энергии потоку в последующей ступени машины.

В случаях, когда центробежная машина при заданном напоре должна обеспечивать такую подачу, что размеры проточной части (например, ширина лопасти на выходе) окажутся конструктивно неприемлемыми, применяют параллельное соединение рабочих колёс. Такие машины называют многопоточными. Принципиальная схема машины с четырьмя потоками представлена на рис.2.19.

Рисунок 2.19 Схема многопоточной центробежной машины

При высоких напорах и больших подачах применяются центробежные машины многопоточного типа со ступенями давления. Такие машины состоят их двух или четырёх групп ступеней давления. В каждой группе ступени включены последовательно с целью повышения напора, а группы ступеней включены параллельно. В качестве примера соединения ступеней и групп в смешанном типе центробежной машины на рис. 2.20 приведена схема работы трёхступенчатой двухпоточной машины с симметричным расположением ступеней и их групп.

Рисунок 2.20 Схема трёхступенчатой двухпоточной машины.

Дата добавления: 2014-12-08