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. l
r 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 hп:
= 
=
= 
a
= 
a= 
r cosα
= 
r
при α=0 равно максимальному значению.
=hпв = 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
