Побудители расхода (насосы, компрессоры)

Лекция №8

Побудители расхода (насосы, компрессоры)

Насосы это то, что заставляет двигаться жидкость

Насосы: поршневые и центробежные. Другие типы применяются значительно реже.

Поршневые насосы

Производительность насоса

S=- площадь поршня, r – радиус кривошипа, i- кратность действия насоса, 𝛈 –объемный КПД насоса, n- число оборотов в минуту, V-объемный расход:

V= .

Закон движения поршня:

Рекомендуемые материалы

X= = (l-lcosβ)+(r-rcosα)=r(1-cosα), т.к. lr и β→ 0.

C==rsinα=ωrsinα                    ω=- угловая частота, C- скорость движения поршня.

a=rcosα –ускорение движения поршня

=V/Sη=  -средняя скорость движения жидкости в цилиндре насоса

=а=а – ускорение движения жидкости во всасывающем трубопроводе, полученное из уравнения расхода.

Диаграмма подачи  поршневого насоса однократного действия:

Для двукратного действия

Для четырехкратного действия

Чем выше кратность, тем равномернее движется  жидкость

Мера неравномерности всасывания жидкости насосом:

 = =

С ростом i- кратности действия насоса движение жидкости  всасывающей линии насоса становится более равномерным.

Если есть неравномерность движения жидкости в трубе, то есть ускорение. При этом возникает сила инерции и инерционные потери напора h_п:

 =  =   =    a

=  a=   r cosα

 =   r при α=0 равно максимальному значению.

 =h_пв = λ  - напор, потерянный на трение и на местных сопротивлениях во всасывающей линии:

 = C = C = rω  

 = rω  при α=π/2 равно максимальному значению

Максимальная геометрическая высота всасывания поршневого насоса.

Ее величина определяется возможностью начала кавитации.

Кавитация – схлопывание паровых пузырьков

Уравнение Бернулли

= + +  +  +      -  -  -  - 0,5 ; 0,5- запас на колебание атмосферного давления.

Полный напор, развиваемый  поршневым  насосом:

H = B + M =  +  +  + +- равен напору, затрачиваемому на преодоление всех сопротивлений.

Мощность, затрачиваемая на перекачивание:

N =  =

Достоинства и недостатки поршневых насосов:

- Сложная конструкция

- Неравномерная подача                         

+ Точное количество подаваемой жидкости

+ Высота подачи не связана с производительностью насоса

Центробежные насосы:

Напор, развиваемый центробежным насосом

  cos  -    = M  - закон сохранения момента количества движения (кинетической энергии) на лопатке рабочего колеса.

Домножим уравнение на угловую частоту вращения рабочего колеса   ω получим уравнение сохранения кинетической энергии:

Для того, чтобы иметь максимальный напор , должен стремиться к π/2. Тогда напор равен:

H    =  , а лопатки должны быть отогнуты назад по ходу вращения.

Расход,  развиваемый центробежным насосом

Схема рабочего колеса ц/б насоса.

Мощность, потребляемая центробежным насосом:

 N = V f  

Cвязь между напором и производительностью центробежного насоса ( основное уравнение центробежного насоса)       

=+ctg

=-ctg ;  V=Ψ D b  

  H =  =  =   -

теоретическая характеристика центробежного насоса H=f(V)- прямая.

Универсальная характеристика центробежного насоса:

Рабочая точка  центробежного насоса

H = f (V) - характеристика насоса

 =    =     - характеристика трубопровода

   H= H=f(V²) –парабола (характеристика трубопровода).

Последовательная работа центробежных насосов

Ещё посмотрите лекцию "Снижение работоспособности" по этой теме.

При постоянном расходе складываются напоры.

В случае 1 надо либо брать другой насос 2, либо ставить насосы 1 последовательно.

Параллельная работа насосов

Параллельная работа центробежных насосов. Результирующая характеристика получается сложением расходов, даваемых насосами при H=const