Відцентровий насос

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
«Warman» відцентровий насос в додатку вугілля збагачувальної фабрики
Типова схема двигуна і відцентрового насоса
Насос В.JPG
Типи коліс.JPG

Насос відцентровий (рос. насос центробежный; англ. centrifugal pump; нім. Zentrifugalpumpe f, Kreiselpumpe f, Schleuderpumpe f) — підклас динамічним осесимметричного роботи поглинаючих турбомашин.[1]. Відцентрові насоси використовуються для транспортування рідин шляхом перетворення кінетичної енергії обертання до гідродинамічної енергії потоку рідини. Обертальної енергії, як правило, відбувається від двигуна або електродвигуна. Рідина надходить у робочий колесо насоса вздовж або поблизу до осі обертання, і прискорюється крильчатки, тече радіально назовні в дифузор або спіральним камери (кожуха), звідки він виходить.

Відцентрові насоси використовуються для перекачування води, каналізація, нафту і нафтопродуктів. Зворотний залежить від відцентрового насоса є вода турбіни перетворення потенційну енергію тиску води в механічну енергію обертання

Історія[ред.ред. код]

Перша машина, яка може бути охарактеризована як відцентровий насос був бруду підйому машина, яка з'явилася ще в p. 1475, створеної італійської ренесансної інженер «Франческо ді Джорджо Мартіні» (італ. Francesco di Giorgio Martini). Сучасні відцентрові насоси не були розроблені до кінця 17 століття, коли Дені Папен побудував одну допомогою прямих лопаток. Вигнута лопать була введена британський винахідник «Джон Апполд» (англ. John Appold) в p. 1851.

Pідина Динамічні Принципи[ред.ред. код]

Застосовуючи теорію класичної механіки, припускаючи в'язкість рідкої рівний «0», і відсутність втрати енергії для роботи енергії переходу від крильчатки до струму, що означає, що, все окремий потік буде уніформи (це наближення фізичної реальності, щоб отримати простіше, так як твердому стані механізм ніж гідравлічним механізмом)

Дотримуйтесь масу відбувається вздовж прямої робочим колесом (найстаріший і простий робочого колеса), тобто ці впливу сил на це: 1-Лопаті робочого колеса натискання на нього сила Fc, це відображає анти сили F' на лопатки 2-Відцентрова сила Fc, тягнути це вилетіти (слідувати відцентровий напрямок)

Динамічний напір[ред.ред. код]

Застосовуючи принцип Бернуллі: Перша сила викликає абсолютну швидкість об'єкта в окружний швидкості, що означає динамічний напір

H_d=\frac{U_2^2}{2g}

Статичний напір[ред.ред. код]

Друга сила створює статичний тиск. Якщо маса переміщається в радіальному напрямку назовні вздовж лопаті робочого колеса, що це орбіта буде кривої спіральної форми. Ми можемо легко обчислити, що це кутова швидкість в двох вимірах кутовий ω швидкість задається

\omega = \frac{d\phi}{dt}

Так що під час його руху відцентрова сила Fc завжди присутній як

F_c=m\omega^2R

Відцентровий збільшення прискорення лінійність від радіуса поворотного R (змінної) В постійного гравітаційного прискорення g, статичний тиск стовпа води h:

H_s=gh

В відцентрового прискорення збільшення лінійності від R1 позиції до позиції R2 статичного тиску стовпа води R2-R1

H_s=\frac{a_c1+a_c2}{2}R_2-R_1
H_s=\frac{\omega^2R_1+\omega^2R_2}{2}R_2-R_1=\frac{U_2^2-U_1^2}{2}

У разі продуктивність насоса становить 0 статичний тиск економія це вихідне значення у виході з насоса під відкритим небом статичного тиску, створюваного падіння робочого колеса до 0 статичного передачі тиску всіх до динамічного тиску в вектор, який є найвищим значенням.

Наприклад: R1 = 2 см = .02m; R2 = 8 см = .08m; ω = 50.2π

a_1=1971m/s^2=201g

Застосувати аналогічний розрахунок у нас буде

a_2=804g

6 см колонка води, присутньої в цій області дасть статичний тиск = 3 бар (10 м стовп води в гравітаційне прискорення g дають 1 бар статичного тиску)

Глава тиск, що створюється прямий лопатки робочого колеса[ред.ред. код]

Залежно від цієї логіки глава тиск, що створюється прямо робочим колесом:

H=\frac{U_2^2}{2g}+\frac{U_2^2-U_1^2}{2}

глава тиск, що створюється загнутими назад робочим колесом:

Ротарі трансфер фактор[ред.ред. код]

Фракція поворотний кутова швидкість потоку f і поворотною кутової швидкості робочого колеса ω згадується як фактор поворотний передачі

  • fω = 1 для прямої робочим колесом
  • fω <1 змінюється від 0 до 1 залежно від конфігурації напірного для загнутими назад робочим колесом

Глава тиск, що створюється задньої приходу вигнутими лопатками робочого колеса[ред.ред. код]

H'=f\omega^2H

Коефіцієнт корисної дії[ред.ред. код]

\eta = \frac{\rho.gQH}{P_m},

де:

P_m це вхід механіка необхідна потужність (Вт)
\rho щільність рідини (кг/м3)
g стандартом прискорення сили тяжіння (9,80665 м/с2)
H енергія глава додані в потік (м)
Q: Швидкість потоку (м3/с)
\eta: коефіцієнт корисної дії установки насоса у вигляді десяткового дробу

Глава додав насосом (H) сумою статичного ліфта, втрати напору через тертя і будь-які втрати через клапанів або відводи все виражені в метрах рідини. Харчування частіше виражається в кіловатах (103 Вт, кВт) або кінських сил (к.с. = кВт * 0,746). Значення для ефективності насоса, \eta_{pump}, може бути зазначено для самого насоса або як комбінований ефективності насоса і двигуна системи.

Класифікація[ред.ред. код]

Відцентрові насоси класифікують за кількістю ступенів (робочих коліс) та тиском.

За кількістю ступенів насоси бувають:

  • Одноступеневі;
  • Багатоступеневі.

За тиском насоси бувають:

  • Нормального тиску;
  • Високого тиску;
  • Комбіновані.

Роботу відцентрових насосів з механічним приводом можна охарактеризувати за:

Всі параметри взаємопов’язані між собою та залежать від величини обертання валу насоса, адже неможливо оцінити продуктивність і напір насосу, не зазначивши частоту обертання привідного валу. Відцентрові насоси забезпечують подачу води рівномірно, без пульсацій. Важливим є те, що вони можуть працювати «на себе». При перекриванні ствола або загині напірних рукавів, насос буде продовжувати неперервну роботу, при цьому напір в порожнині насоса буде залишатись сталим. Відцентрові насоси не потребують складного приводу від двигуна, надійні в роботі та прості в керуванні. Насос може споживати не більше 70 % потужності, що розвиває двигун, та працювати безперервно на протязі 6 годин при будь-яких температурах навколишнього середовища.

Схеми роботи відцентрових насосів[ред.ред. код]

  • Паралельна робота відцентрових насосів , (рос. параллельная работа центробежных насосов, англ. parallel operation of centrifugal pumps, нім. Parallelbetrieb m der Zentrifugalpumpen) — сумісна робота кількох насосів на один загальний або кілька зв'язаних між собою напірних трубопроводів. Для побудови сумарної характеристики двох однакових насосів необхідно подвоїти абсциси одного насоса при однакових ординатах (напорах). Продуктивність кожного насоса, які вибирають для паралельної роботи, має дорівнювати половині розрахункової витрати, а напір відповідати повній витраті. При зупинці одного насоса продуктивність другого та споживана потужність збільшуються. Найефективнішою парале-льна робота буде при пологій характеристиці трубопроводу та плавному зниженні характеристики насоса. Аналогічним чином відбувається паралельна робота трьох однакових насосів.
  • Послідовна робота відцентрових насосів (рос. последовательная работа центробежных насосов, англ. series operation of centrifugal pumps, нім. Folgebetrieb m der Zentrifugalpumpen) — здійснюється подачею води одним насосом у всмоктувальний патрубок другого при необхідності збільшити напір, зберігаючи витрату сталою (або майже сталою).

Характеристика відцентрового насоса[ред.ред. код]

Насоса відцентрового характеристика — графічні залежності напору, що його розвиває насос, споживаної потужності, кавітаційного запасу й коефіцієнта корисної дії від подачі насоса. Розрізняють паспортну (заводську) і ймовірну (в конкретній свердловині) Н.в.х. Остання може істотно відрізнятися від паспортної Н.в.х. внаслідок неякісного виготовлення конкретного насоса, відмінності в'язкості видобувної нафти від в'язкості води і наявності в продукції свердловини вільного газу.

Характеристики насоса мають декілька характерних точок або зон. Початкова точка характеристики відповідає роботі на-соса при закритій засувці на напірному патрубку (Q = 0). У цьому випадку насос розвиває напір Н0 та споживає потужність (N0 ≠ 0). Потужність, яку споживають (бл. 30% номінальної) витрачається на механічні втрати на нагрів води у насосі. Робо-та насоса при закритій засувці можлива лише на холодній воді протягом нетривалого часу (декілька хвилин).

Оптимальна точка характеристики с відповідає максимальному значенню к.к.д. Оскільки крива Q (η) має у зоні оптима-льної точки пологий характер, то на практиці використовують робочу частину характеристики насоса (зона між точками a та b). Робоча частина характеристики залежить від допустимого зниження к.к.д., яке приймають не більше 2 — 3% від його максимального значення. Максимальна точка характеристики — кінцева точка кривої Q(Н) відповідає тому значенню подачі, після якого насос може увійти у кавітаційний режим.

Основною кривою, яка характеризує роботу насоса, є крива залежності напору від подачі Q (Н). У залежності від конс-трукції насоса форма кривої Q (Н) може бути різною. Для різних насосів існують криві, які безперервно знижуються, та криві з ділянкою, що збільшується (що мають максимум). Перші називають стабільними, а другі — нестабільними (лабільними) характеристиками. У свою чергу, криві обох типів можуть бути пологими, нормальними та крутоспадними.

Пінної Насоси[ред.ред. код]

У гірничодобувній промисловості, або у видобутку нафти піску, піни утворюється відокремити багаті корисні копалини або бітуму з піску і глини. Піна містить повітря, який має тенденцію блокувати звичайні насоси та привести до втрати розквіті. За роки, промисловість розробила різні способи боротьби з цією проблемою. Один з підходів полягає у використанні вертикальних насосів з баком. Інший підхід полягає в створенні спеціальних насосів з робочим колесом, здатним розірвати бульбашки повітря. У целюлозно-паперовій промисловості свердлять отвори в колеса. Вихід повітря до задньої частини робочого колеса і спеціальний виштовхувач випускає повітря назад в приймальному резервуарі. Робоче колесо може також оснащені спеціальні маленькі лопатки між первинними лопаток званих спліт лопатки або вторинні лопатки. Деякі насоси можуть показати велику очей, індуктор або рециркуляцію тиском піни з розряду насоса назад у відсмоктуванні розірвати бульбашки.

Проблеми відцентрових насосів[ред.ред. код]

Такі деякі труднощі, з якими стикаються в відцентрових насосів

  • Відкрити Тип Відцентровий насос Робоче колесо кавитация-кавітаційний запас (NPSH) системи є занадто низьким для обраного насоса
  • Знос робочого колеса (може посилюватись у відповідності до важкості речовин)
  • Корозії всередині насоса, викликані властивостями середовища
  • Перегрів, викликаний низькою витратою
  • Протечки уздовж обертового вала
  • Відсутність прем'єр-відцентрових насосів повинні бути заповнені (з рідиною, що перекачується) для того, щоб працювати
  • Від перенапруги

Споживання енергії[ред.ред. код]

Використання енергії в насосної установки визначається необхідною витратою, висота піднятою і довжини і характеристики зчеплення трубопроводу. Потужність, необхідна для приводу насоса (P_i), визначається просто використовуючи одиницю СІ на:


P_i= \cfrac{\rho\ g\ H\ Q}{\eta}
P_i потрібно споживана потужність (Вт)
\rho щільність рідини (кг/м3)
g стандартним прискорення вільного падіння (9,80665 м/с2)
H енергія Глава доданий до потоку (м)
Q витрата (м2)
\eta коефіцієнт корисної дії установки насоса у вигляді десяткового дробу

Глава додав насосом (H) сумою статичного ліфта, втрата напору на тертя і будь-які втрати, пов'язані з клапанами або відводи все виражені в метрах рідини. Потужність частіше виражається в кіловатах (10 (103 W, кВт) або кінських сил (кВт = к.с. * 0,746). Значення для ККД насоса, \eta_{pump}, можна сказати, для самого насоса або у вигляді комбінованого ефективності насоса і електродвигуна системи.

Споживання енергії визначається шляхом множення споживаної потужності по тривалості часу роботи насоса.

Див. також[ред.ред. код]

Література[ред.ред. код]

  • Пожарная техника: Учебник / [М.Д. Безбородько, М.В. Алешков, В.В. Роенко и др.]. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. – 550 с.
  • Пожарная техника. Ч.1. Пожарно-техническое оборудование / [А.Ф. Иванов, П.П. Алексеев, М.Д. Безбородько и др.]. – М.: Стройиздат, 1988. – 408 с.
  • Пожарно-техническое вооружение: Уч.пособие / [Н.А. Минаев, М.Н. Исаев, А.Ф. Иванов и др.]. – М.: Стройиздат, 1974. – 372 с.
  • Пожарно-техническое вооружение: Уч.пособие. Изд. 2-е / [М.Д. Безбородько, П.П. Алексеев, А.Ф. Иванов и др.]. – М.: Стройиздат, 1981. – 376 с.
  • Робота з насосними установками пожежних автомобілів. Інтерактивні тренажери: Навч. посібник. / [А.Г. Ренкас, О.В. Придатко]. – Львів.: Львівський державний університет безпеки життєдіяльності, 2007. – 84с.
  • Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
  1. Shepard, Dennis G. (1956). Principles of Turbomachinery. McMillan. ISBN 0-471-85546-4. LCCN 56002849.