Боровский Овсянников Чебаевский Шапиро Лопастные насосы_150dpi (1047810), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Шнек имеет малый напор, необходимый лишь для предотвращения кавитацнонного срыва центробеж- шио колеса, которое в основном обеспечивает напор насоса, О гличительной особенностью высокооборотного центробежного насоса является высокое давление, создаваемое нм, иногда до- стигающее в ракетных двигателях величии 50 — б0 МПа..Высо- кое давление в проточной части высокооборотных насосов и не- обходимость герметичности при их работе требуют часто уста- новки уплотнительного колеса центробежного типа — импеллера (см.
поз. 7 иа рнс, 4). Шнек и центробежное колесо работают совместно. Их гео- метрические параметры и характеристики должны быть взаим- но увязаны. От правильного согласования гидравлических и ка- внтациониых характеристик этих колес зависит возможность получения высоких антикавнтационных свойств насоса, а в не- которых случаях н максимальной экономичности.
Одним из требований к высокооборотным насосам является многорсжимиость, т. с. в ходе эксплуатации они должны рабо- тать к иицюком диапазоне режимов ио (э и ы. Шнеко-центро- бежнью высокооборотные насосы хорошо удовлетворяют этому требованию. Следует отметить, что шиеко-цеитробежиый насос иа рабо- чих режимах обычно работает с начичием очагов кавцтацни в проточной части, т.
е, по существу является в процессе эксплуа- ташш кавитпруюшпм насосом. Наличие очагов кавптации, огра- ни юипых определенными областямп, чаше всего не влияет иа величину создаваемого насосом напора, либо влияет незначи- тельно. Однако эти очаги кавитацни могут быть 'причиной не- устойчивости в работе пасоса и системы емкость' — трубопро- вод — насос. Кроме того, при длцтельиой работе насоса иа ре- жимах с кавитацпей может наступить эрозпоипое повреждение стснок и лопаток рабочих колес. Чтобы избежать этого послед- ствия, необходимо или выбирать режимы работы насоса таки- чи, чтобы кавитацнонная эрозия не наступила (скорость тече- ния жидкости в рабочих каналах не должна превышать некото- рой предельной вели шны (подробиее см.
гл. (П), или ограни- чивать время работы насоса. Практика эксплуатации высокооборотных шнеко-центробеж- ных насосов показывает, что шум и высокочастотные вибрации, позиикаюшве при наличии кавитации в проточной части, ие имеют существенного значения, т. к. имеются более мощные ю н~чники шума и вибрации, связанные с большой частотой ирасцення вала и применением специфических приводов (напрни р, газовой турбины). 1(так, наиболее характернымн особенностями высокооборот- им1 ишеко-центробежных насосов являются: нысокая напорность ступени; высокие антнкавитационные качества; наличие уплотнительных элементов центробежного типа -— ии!и'! м'рл', — многорежимностук — сравнительно небольшой ресурс работы, ограничиваемый кавнтацпопной зрозией; -- малые габариты и массы.
Схема устройства высокооборотного лопастного насоса Оскпаиые параметры м характеристики На рис. 4- приведена схема устройства высокооборотного шиеко-центробежного насоса, где указаны его осповиуас элементы п характерные сечения: ! — ! — вход в шиск; 2ш--2ш — вы- сал Ррл Рис. а. Схема устройства высокооборотного пскско.иснтробсукиора иасоса: т — вколноа пзтруаок; у — шкековие коле:о. 3 — П нтробевсное «олесос у — сннрвльнма сборник, 3 — кони«вские аиапузор. ° — уплотннтельнмс ьлсиснтм с сплзвзмпспниь колщвппу у - уплотиитсльиос уетроп т«О — «мп лл*р ход из шнека; ! ц — ! ц — вход иа лопатки центробежного колеса; 2 — 2 — выход из центробежного кочеса; 3 — 3 — вход в конический дпффузор Рабочая жидкость с давлением рвк через входной патрубок 1 поступает в шиековое колесо 2, которое повышает ее давление иа величину Лр„, необходимую для нормальной устончивой работы центробежного колеса 3 без кавитационного срыва.
Основной напор жидкости создается центробежным колесом 3, после которого жидкость с высоким динамическим и статическим напором собирается в спиральном сборнике 4. Оттуда опа поступает в конический диффузор б, где динамическая составляющая напора испакости в значительной степени преобразуется в статическую.
Обычно по обеим сторонам центробежного колеса уо нмонзтся шелевые уплотнительиые элементы с «плавающими» кольцами 6. Кроме этого, установлено еще одно уплотннтельное усцюйство — нмпеллер 7. На рис. 5 показана для примера конструкция высокооборотного насоса. В этой конструкции применен коленообразный подвод жидкости к насосу. На рнс.
5 хорошо видны все уплотннтельиые элементы насоса. рмс и Пример конструктивного вынолненин вмсоаооооротного гине«о-иенгро- Оеасного насоса Основными внешними параметрами высокооборотного лопастного насоса являются: со †углов скорость вращения вала на- соса, рад/с; ~) — обьемный расход жидкости через насос, мв/с (л/с); р л/ — потребляемая насосом мощность,. кВт; р Я ° // т( = — — коэффициент полезного действия; в н Рвн Ра са» в'е =.
— — + — — кавитационный запас насоса, Лж/кг. р 2 ((од кавитационным запасом (требуемым подпором) будем и н1нмать превышение удельной энергии жидкости (напора) на и насос над удельной энергией, соответствующей давленщ упругости насыщенного нара прп данной температуре, обес- ~ннзннцее работу насоса в зависимости от требований к не- му — — без навигационного срыва или Воооше без навигации н т. и. Различают критические (наименьшие) кавитационные запасы 'тйзн, когда обеспечивается работа насоса бгз навигационного срыва, без снижения напора из-за кавитацпи и т. и.
По существу рабату без последствий кавитацип определяет иообходнмое превышение статического давления иад давлением упругости насыщенного пара рзт — р„. Но обычно пришито оценивать каеитацпонный запас в единицах полной удз допой энергии, так как полный запас удельной зиерющ жпдкоггн (давление в баке, гидростатический напор на всасываипп и т. и.) ири заданной скорости входа с„з определяет стати 1сскос днилсппс входа. Рнс. 6. Энергетическое каракте- Рнс. 7. Универсальная кавнтаннрнстнян высокооборотного на.
онная зарактернстчка насоса соса Необходимо знать параметры пасоса нн разлит~пах режимах его работы по (,з, ы и р,, Д.тн этого должны бытт известны энергетические н кавитационные характеристики высокооборотного пасоса. Энергетические характеристики чаще всего пред- О У ставляются в виде графических зависимостей о>з ' азз ' т( = 7 ~ — ~ (рпс. 6). По таким зависимостям нетрудно определить для любого заданного режима насоса по Я и ьч его основные энергетические показатели: развиваемый напор Н, потребляемую мощность 7т' и коэффициент полезного действия т(.
Поэтому изображенные на рпс. б графические зависимости часто называют универсальными энергетическими характеристиками насоса. Универсальная кавитационная характеристика высокооборотного многорежимного насоса чаше всего представляется в виде графической зависимости — = 7( — ~ (рис. 7), УинверМ„р /9~ зов от сальные энергетические и кавитационные характеристики можно получить как расчетным, так н экспериментальным путем 14 Олппко современные методы теоретического расчета характеристик еще не обладают достаточной точностью.
Поэтому почти всегда необходимо экспериментальное определение энергетических и кавитацнонных характеристик высокооборотных насосов иа специальных испытательных установках. На рнс. 6 показана принцишуальная схема такой испытательной установки. Рабочая жидкость из емкости 1 поступает в фильтр 2 и далее к испытуемому насосу 8. Приводом для вращения насоса 8 является электромотор 4, который связан с валом насоса через мультипликатор 5, предназначенный для увеличения частоты вращения вала насоса по отношению к частоте вращения вала электродвигателя. Мультипликатор 5 Рнс. 3.
ч,хе»в установкн пля испытаний высокооборотных насосов; т — емкость ЛаЯ Рабочей мнлкостн; 2-Фиватр; 3-нспмтуеммй насос; Е-электромотор; 3 — мультипликатор: б — весовое устройство лля намерения крут»ветс момента; 7 - ьолОаая ЧачтЬ уетаноени: 3 — аалвимка; Р— компенсанконнмй бачок; Ю вЂ” опнс»- еаммкй э»ситор; Л вЂ” летчики уровня иодвешеир относительно своей оси с целью измерения крутяпп го момента весовым устройством б и определения мощности, потребляемой насосом 8. Вал испытуемого насоса установлен и ~псцнальную ходовую часть 7.
После насоса рабочая жидкостьь проходит задвижку 8 и возвращается обратно в емкость 1. ~п отпуккой 8 устанавливается режим работы насоса по расхочч 31. Для изменения давления в емкости 1 (нли давления пер ~ ппсосом р 1 цронзводится подача воздуха в компенсаци- мчмай бп юк 9 нли сброс его оттуда, в том числе с применением отсасываюшего эжектора !О или вакуум-насоса. Наличие компенсационного бачка 9 исключает прямой контакт сжатого воздуха с м<идкостью в емкости 1 и тем самым изменение концентрации растворенного воздуха в рабочем теле в процессе испытаний, Для контроля наличия жидкости в бачке 9 установлены датчики уровня 11.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
