Устройство и принцип действия центробежных насосов

Мощность и коэффициент полезного действия насоса

Полезная мощность насоса равна:

N _п = L / τ = ρ g H V / τ = ρ g Q H (7.19)

где N _п – полезная мощность насоса, Вт;

L – полезная работа, Дж;

τ – время, с;

ρ – плотность жидкости, кг/м³;

Н – высота подъема жидкости, м;

V – объем жидкости при подаче м³;

Q = V / τ – подача насоса, м³/с;

или

N _п = ρ Q H / 102 = Q р / 1000, (7.19a)

где N _п – полезная мощность насоса, кВт;

р – давление, создаваемое насосом, Па,

При передаче энергии от насоса к перекачиваемой жидкости имеют место следующие виды потерь энергии: гидравлические, объемные и механические.

Эффективность использования энергии насосом оценивается к. п. д. насоса η _п:

η _п = η _г η _о η _м, (7.20)

где η _п – кпд насоса;

η _г – кпд, учитывающий гидравлические потери;

η _о – кпд, учитывающий объемные потери;

η _м – кпд, учитывающий механические потери.

Он определяется как отношение полезно использованной мощности N_п ко всей мощности насоса N _в, т. е.

η _п = N _п / N _в. (7.21)

Для поршневых насосов η _п = 0,6…0,9, для центробежных η _п = 0,77…0,88.

Центробежный насос – это лопастный насос, в котором жидкая среда перемещается через рабочее колесо от центра к периферии.

Простейший одноступенчатый насос (рис. 3.6) состоит из рабочего колеса 1, помещенного на валу 3 внутри неподвижного корпуса 4 спиральной формы. Рабочее колесо состоит из двух дисков – переднего и заднего; между дисками находятся лопатки 2, изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Корпус насоса соединен патрубками с трубопроводами – всасывающим 5 и нагнетательным 8. В начале всасывающей трубы устанав-ливаются сетка 7 и обратный клапан 6.

Перед пуском насос и весь всасывающий трубопровод заливаются жидкостью; обратный клапан 6 всасывающей трубы при этом закрыт. При быстром вращении рабочего колеса 1, приводимого в действие двигателем, развивается центробежная сила, под влиянием которой жидкость между лопатками колеса перегоняется к его периферии и, выходя из колеса, поступает в спиральную камеру насоса, а из нее – в нагнетательный трубопровод. Одновременно в насосе и во всасывающей трубе давление понижается, обратный клапан 6 открывается и жидкость по всасывающей трубе 5 поступает в насос под действием внешнего давления р ₀ на свободную поверхность источника. При непрерывном вращении рабочего колеса образуется непрерывный поток жидкости в насос, а из него – к месту подачи.

Конструкции центробежных насосов весьма разнообразны. Имеются насосы, у которых ось вращения рабочих органов расположена горизонтально. Такие насосы

называются горизонтальными. Если же ось вращения рабочих органов насоса расположена вертикально, то такие насосы называются вертикальными.

По числу ступеней и потоков центробежные насосы разделяются на одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые, однопоточные, двухпоточные и многопоточные.

В одноступенчатом насосе жидкая среда перемещается одним комплектом рабочих органов (рис. 3.6). Для увеличения напора применяются двухступенчатые и многоступенчатые насосы, в которых жидкая среда перемещается соответственно двумя или несколькими комплектами рабочих органов (рабочих колес). Многоступенчатый насос показан на рис. 3.7.

Насос, у которого жидкая среда подается через один подвод, называется однопоточным насосом (рис. 3.6).

Для увеличения подачи применяются двухпоточные и многопоточные насосы, в которых жидкая среда подается соответственно через два или несколько подводов.

На рис. 3.8 показан насос двустороннего входа, у которого жидкая среда подводится к рабочему колесу с двух противоположных сторон.

По месту установки центробежные насосы могут быть стационарными, встроенными и передвижными. По располо-жению насоса они могут быть погружными, когда весь насос устанавливается ниже уровня жидкости, скважинными, когда погружной насос устанавливается в скважине. Двигатель и насос в такой конструкции соединены промежуточным трансмиссионным валом.

Дата добавления: 2014-01-07