Geum.ru

Тепловые двигатели и нагнетатели

Вид материалаДокументы

Содержание


Центробежно-вихревые насосы
Таблица 2.7 Технические характеристики центробежно-вихревых насосов типа ЦВК
Марка насоса
Поршневые и роторные насосы
Подобный материал:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   19

Центробежно-вихревые насосы


Предназначены для перекачивания воды и нейтральных жидкостей вязкостью до 36 · 10–6 м2/с (36 сСт), температурой до 378 К (105 °С) с содержанием твердых включений массой не более 0,01 % и размером не более 0,05 мм. Насосы ЦВК (двухступенчатые консольные) состоят из общей для всех видов типоразмеров центробежной ступени, обеспечивающей бескавитационную работу вихревой ступени. Вихревое колесо со вставками представляет собой высоконапорную ступень, где перекачиваемой жидкости сообщается напор. Центробежное колесо закреплено от осевого перемещения;вихревое колесо — плавающее (может скользить относительно вала в осевом направлении). В центробежно-вихревом насосе часть полного давления развивается центробежным колесом, КПД которого выше, чем у вихревого колеса. Поэтому КПД насоса ЦВК примерно равен 0,55 (у вихревого h » 0,50). Уплотнение вала — торцевое. Материал основных деталей: корпуса, крышки, центробежного колеса и вставок — чугун СЧ20; вала — сталь 45; вихревого колеса — отливка 20Х13Л. Насосы изготавливаются в экспортном и экспортно-тропическом исполнении.

Таблица 2.7

Технические характеристики центробежно-вихревых насосов типа ЦВК

Марка
насоса
Подача, м3/ч
Напор, м
Частота
вращения, об/мин
Мощность
насоса, кВт
Допустимый кавитационный запас, м

ЦВК 4/112
14,4
112
2950
18
2,6

ЦВК 5/125
18
125
2950
21,5
2,8

ЦВК 6,3/160
22,7
160
2950
29
3,0

Поршневые и роторные насосы


Поршневой насос 1 (рис. 2.29) состоит из цилиндра 1, в котором с частотой n совершает возвратно-поступательные движения поршень. При всасывании открывается клапан 2, при нагнетании — клапан 3.

Средняя производительность идеального поршневого насоса простого действия

QтS × L × n, (6.3.2.22)

где S — площадь поперечного сечения цилиндра; L — ход поршня.

Средняя производительность реального насоса

QQт × h об, (6.3.2.23)

где hоб — объемный КПД насоса, учитывающий утечки в клапанах (в клапанах — обусловленные их неплотным прилеганием к седлу и запаздыванием закрытия в сопряжении цилиндр—поршень).



Рис. 2.29. Схема поршневого насоса простого действия с воздушными колпаками:
1 — корпус насоса; 2 — всасывающий клапан;
3 — нагнетательный клапан; 4 — воздушный колпак
на всасывающей линии; 5 — воздушный колпак на нагнетательной линии

Для сглаживания пульсаций давления и подачи жидкости, обусловленных неравномерностью мгновенной подачи (рис. 2.30, б), поршневые насосы оборудуют своеобразными накопителями энергии и жидкости — воздушными колпаками: 4 — на линии всасывания и 5 — на линии нагнетания (рис. 2.29).

При этом, например, в колпаке на всасывающей линии происходят следующие процессы. При движении поршня вправо идет процесс всасывания, причем наибольшая подача жидкости в насос должна происходить при максимальной скорости поршня, т. е. в середине его хода, а наименьшая — в левой и правой мертвых точках. Жидкость во всасывающем трубопроводе должна была бы тоже изменять свою скорость, на что требуются дополнительные затраты энергии. Однако благодаря наличию колпака под действием перепада давлений в нем и в рабочей камере насоса при максимальной подаче значительная часть жидкости поступает в насос из колпака, при минимальной подаче запас жидкости в колпаке пополняется из линии всасывания. Таким образом, воздух, сжимаясь, накапливает энергию, одновременно в колпаке накапливается жидкость. При «дефиците» жидкости, поступающей из всасывающего трубопровода, сжатый воздух в колпаке, расширяясь, выталкивает жидкость в насос, восполняя этот «дефицит». В результате снижаются потери энергии (т. е. возрастает действительный напор насоса), а также увеличивается допустимая высота установки насоса.

Аналогичные явления происходят и в нагнетательном воздушном колпаке, роль которого заключается в выравнивании подачи жидкости потребителю.

Средний объем воздуха в колпаках определяется требованиями, предъявляемыми к неравномерности давления. Эти требования характеризуются коэффициентом

, (2.24)

где рmax, рmin, рср — максимальное, минимальное, среднее давления газа в колпаке.

Cредний объем воздуха в колпаках должен быть:

- для насосов простого действия

Vср1  0,55 ; (2.25)

- для насосов двойного действия

Vср2  0,215 ; (2.26)

- для насосов тройного действия

Vср3  0,009 , (2.27)

причем для всасывающих колпаков обычно принимают , для нагнетательных — .



Рис. 2.30. Схема поршневого насоса двойного действия:
а) 1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — всасывающие клапаны;
4 — нагнетательные клапаны; 5 — шток;
б) график мгновенной подачи q как функции времени t

Схема насоса двойного действия и графики мгновенной подачи q  cS (c — мгновенная скорость движения поршня) показаны на рис. 2.30. Особенностью насоса двойного действия является то, что в нем задействованы обе торцевых поверхности поршня, поэтому его производительность почти вдвое выше, чем у насоса простого действия:

Q2  (2S – Sш) L ×  n ×  h об, (2.28)

где Sш — площадь поперечного сечения штока.

Кроме того, за счет более высокой равномерности подачи (когда в правой рабочей камере происходит всасывание, в левой идет нагнетание, и наоборот) объем воздушных колпаков также уменьшается (см. выражения (2.25) и (2.26)).

Характеристика идеального насоса (без утечек) представляет собой прямую линию Q = const в координатах
Н—Q. В действительности при увеличении давления в в рабочей камере возрастают и утечки, связанные с напором соотношением , где k — коэффициент, обратный гидравлическому сопротивлению уплотнений насоса (рис. 2.32, линии 1 и 2).

Методика определения максимальной высоты установки поршневого насоса описана ранее.