Устройство с работно колело на центробежна помпа. Центробежни помпи: устройство и класификация. Максималните размери на седалките, шлиците, шпоновете се изчисляват с помощта на скоби, шаблони, пръстени и др.

Оборудването, с което се изпомпва вода, се нарича изпомпване, то е разделено на няколко групи: обемни и динамични. В тази статия ще говорим за динамични помпи, които включват центробежен агрегат и какво е работно колело на центробежната помпа.

Центробежна помпа: обща идея

И така, какво е то? Както споменахме по-рано, това е оборудване, с което се изпомпва вода.
Как работи дизайнът:

Това ще има помпи, които работят за промяна на позицията на определена течност. Например помпа дълбок кладенец, което добавя енергия, за да накара водата в подпочвата да се издигне на повърхността. Пример за помпи, които добавят енергия под налягане, би била помпа в нефтопровод, където височините, както и диаметрите на тръбите и следователно скоростите са равни, а налягането би било равно, ако налягането се увеличи, за да се преодолее загубата от триене те имаха в дирижиране.

Изчисляване на основни параметри и геометрични

Има помпи, които работят с налягане и равни височини, които добавят само скоростна енергия. В повечето приложения за мощност на помпата помпата е смес от трите. които се държат според фундаментални уравнениямеханика на флуидите. За по-голяма яснота, търсейки аналогия с електрическите машини, а също и за конкретния случай на водата, помпата би била хидравличен генератор, докато турбината би била хидравличен двигател.

  • Това се случва с помощта на центробежна сила. Просто казано, вътре в помпата има вода, която с помощта на остриета и центробежна сила се изхвърля към стените на корпуса.
  • След това водата под действието на налягането започва да тече към напорните и смукателните тръбопроводи.

Така водата непрекъснато започва да се люлее. За да разберете по-добре как се случва това, трябва да разберете от какво се състои помпата.

Обикновено хидравличният генератор се задвижва от електрически двигател, термичен двигател и др. докато хидравличният двигател задвижва електрическия генератор. За сгъваеми течности генераторът често се нарича компресор, а двигателят може да бъде въздушна турбина, газ или просто топлинен двигател.

А. изглежда най-адекватно. Има много класификации на бомби, които понякога могат да предизвикат объркване, когато се опитвате да ги намерите в определен тип, ключ или друго разграничение, но най-подходящата за целите на тази работа е тази, предоставена от Института по хидравлика на САЩ.

За какво се използва помпата?


Как водата се изпомпва през помпата на теория, вече е ясно, но кои части от нея помагат по този въпрос не са.
Нека поговорим от какви части се състои:

  • Работно колело на центробежна помпа.
  • Валът на помпата също е важна част от него.
  • Маслени уплътнения.
  • Лагери.
  • Кадър.
  • Помпено устройство.
  • Уплътнителни пръстени.

Забележка. Центробежни помписе използват не само за извличане на вода, но и произвеждат химически течности, следователно компонентите на помпите могат да варират в зависимост от метода на тяхното приложение.

Тази класификация взема предвид как флуидът се движи в помпените елементи, както и тези, в които течността се движи под налягане в рамките на затворен калъф, в резултат на плавното движение на буталото или буталото, те се наричат ​​"помпи с положителен обем", докато помпи, в които течността се измества от кръговото движение на една или повече лопатки витла, се наричат ​​"центробежни помпи" и в това работа, последните се използват, за които ще се отнасят.

Горната класификация изглежда най-адекватна, но в тази класификация може да е полезно да знаете някои характеристики или ситуации, които ще ви помогнат да изберете най-подходящата помпа. Ако например те могат да бъдат класифицирани по следния начин; в зависимост от системата, в която ще функционират или физическата им форма. За първата класификация е необходимо да се знае системата, в която ще работи помпата.

Работно колело

Един от важни детайлипомпата е работното колело, тъй като именно тя създава центробежна сила, водата под налягане започва да изпомпва.
И така, нека разгледаме по-отблизо от какво се състои и как работи, състои се от:

Главата на помпата е определена при проектирането

Състои се в това да се знае дали помпата ще бъде изтеглена от контейнер и на променлива височина, или помпата ще бъде монтирана в шахта или яма. Тя също така изисква течност, с която помпата ще работи: ако е с летливи, вискозни, горещи или воднисти пасти, концепцията за плътност и частици, които помпата може да контролира, по този начин ще бъде обработена.

По отношение на физическата форма на помпата трябва да се има предвид, че има помпи с хоризонтална или вертикална ос, както центрирани, така и положителни движения, ниски или висока скорост, както и спецификацията на материала трябва да е съвместима с флуидите, които се изпомпват.

  • преден диск.
  • заден диск.
  • Остриета, които са между тях.
  • Когато колелото започне да се върти, водата вътре в лопатките също започва да се върти, което причинява центробежна сила, появява се налягане, водата граничи с периферията и търси изход.

Тъй като помпите изпомпват не само вода, но и химически течности, следователно работните колела и корпусът на центробежната помпа са изработени от различни материали:

Основните неизправности в работата на помпата и тяхното отстраняване

Обичайна практика е капацитетът на помпа да се дефинира с безразмерно число, наречено специфична скорост, което е описано по-долу като функция на броя на оборотите, до които се въртят нейните въртящи се елементи, както следва, това може да бъде висока или ниска скорост.

Центробежните помпи, поради своите характеристики, са помпите, които се използват най-много в индустрията. Причините за тези предпочитания са следните. Те нямат съчленени органи и механизмите на свързване са много прости. Електрическо задвижваневитлото, което го движи, е съвсем просто.

  • Така например за работа с вода се използва бронз или чугун.
  • За подобряване на износоустойчивостта при работа с вода, съдържаща механични примеси, може да се използва работно колело, изработено от хромиран чугун.

И ако помпата е проектирана да работи с химикали, трябва да се използва стоманено работно колело.

За определена операция дебитът е постоянен и не се изисква устройство за настройка. Те лесно се адаптират към много обстоятелства. Освен от изброени предимства, следните икономически предимства са комбинирани. Цената на центробежната помпа е приблизително 1/4 от цената на еквивалентна бутална помпа.

Теглото е много малко и следователно основите също са много малки. Поддръжката на центробежната помпа е само за актуализиране на маслото в лагера, пакетът за извличане и броят на елементите, които трябва да се сменят, са много малки. Центробежните помпи преместват известен обем течност между две нива; следователно са хидравлични машини, които трансформират механичната работа в хидравлична работа. Конструктивни елементиот които са съставени.

Характеристики на работното колело


По-долу е дадена таблица с класификации на работните колела:

Класификация на работното колело на центробежна помпа
Брой на работните колела
  • едностепенна помпа
ос
  • Вертикална
  • Хоризонтално
налягане
  • ниско,< 0,2 МПа
  • Средно, 0,2 - 0,6 MPa
  • Висока, > 0,6 MPa
Доставка на течности
  • едностранно
  • двустранно
  • отворен
  • затворен
Метод за свързване на шасито
  • хоризонтално
  • вертикално
Метод за изтегляне на течности
  • спирала
  • скапуларен
скорост
  • бавно движещи се
  • нормално
  • флота
Предназначение
  • водопроводни тръби
  • канализация
  • алкален
  • масло
  • други
Връзка на двигателя
  • карам
  • съединител на кола
Разположен по отношение на водата
  • повърхност
  • Дълбок
  • потопен

Причини за повреда на работното колело

Често основната причина за повреда на работното колело е кавитация, тоест изпаряване и образуване на парни мехурчета в течността, което води до ерозия на метала, тъй като има химическа агресивност на газа в течните мехурчета.
Основните причини за кавитация са:

Работното колело е напълно прикрепено към вала и е подвижната част на помпата. Течността прониква аксиално през смукателната тръба в центъра на работното колело, което се задвижва от двигателя, претърпява повече или по-малко рязка промяна на посоката, преминавайки към радиална или оставаща аксиална, набирайки ускорение и поглъщайки работа.

Причини за повреда на работното колело

Работните колела на работното колело са подложили течните частици на много бързо въртеливо движение, проектирано към центробежната сила, така че те бързо напускат работното колело по посока на спиралата, увеличавайки налягането в работното колело в съответствие с разстоянието до оста. Височината на течността се създава от реакцията между нея и работното колело, подложено на въртеливо движение; в спираловидната част от динамичната енергия, получена в работното колело, се превръща в енергия на налягането, течните филета се изхвърлят върху стените на корпуса на помпата и се изпомпват от захранващата тръба.

  • Висока температура над 60 градуса
  • Не плътни връзкипри смукателно налягане.
  • Смукателна глава с голяма дължина и малък диаметър.
  • Запушена смукателна глава.

Съвет. Всички тези фактори водят до повреда на работното колело на помпата, следователно трябва внимателно да следите съответствието с работните условия на вашата помпа. В крайна сметка не е напразно, че всяка помпа има свои собствени работни условия, които са създадени за по-голяма устойчивост на износване.

Рамката е подредена под формата на охлюв, така че разстоянието между рамката и работното колело е минимално в горната част; отделянето се увеличава, докато течните частици се намират пред изхода; някои помпи имат водач на перката на изхода на работното колело, който насочва течността към изхода на работното колело, преди да бъде въведен в спиралата.

Volute също е енергиен трансформатор, тъй като се забавя чрез увеличаване на налягането на течността с увеличаване на пространството между работното колело и корпуса. Оформление, разположение и перспектива на центробежната помпа. Това като цяло е работата на центробежна помпа, въпреки че има различни видовеи опции.

Признаци за счупено работно колело


Счупването на работното колело на центробежната помпа може да не се забележи веднага, но има общи признаци, което показва, че нещо не е наред с вашата помпа:

  • Всмукателни пукания.
  • Шумове.
  • Вибрация.

Съвет. Ако забележите горните признаци в работата на вашата помпа, трябва да я спрете. Тъй като кавитацията намалява ефективността на помпата, нейното налягане и съответно производителността.

Конструкцията на центробежните помпи е подобна на тази на хидравличните турбини, с изключение на това, че енергийният процес е обърнат; при турбините височината на хидравличния удар се използва за генериране на скорост на въртене в колелото, докато при центробежните помпи скоростта, придавана от работното колело на течността, става отчасти налягане, като по този начин се осигурява нейното изместване и задната височина.

Тялото при този тип помпи има спирала или издишване и няма дифузори, както е показано на следващата фигура. Скролът приема течността, напускаща работното колело, и преобразува по-голямата част от кинетична енергияв енергия на налягането. Площта на напречното сечение на спиралата постепенно се увеличава в дъга от 360° около работното колело.

Освен това засяга не само работата на колелото, но и другите му части. При продължително излагане на кавитация частите загрубяват и единственото, което ще им помогне е ремонтът или закупуването на нова помпа.

Ремонт на работното колело

Ако работното колело все още е счупено или помпата е счупена, можете да го поправите сами.

Тъй като скролът не е симетричен, има дисбаланс на налягането върху спирала, което води до много значителна радиална сила, ако помпата работи от оптималната точка на задействане. Големината на тази радиална тяга може да бъде компенсирана чрез увеличаване на диаметъра на вала с лагери с голям размер, което прави помпата по-скъпа.

Този тип помпа се характеризира с това, че е прикрепена към тялото, насочвайки лопатките на водния поток, напускащ работното колело, който следва пътя, установен от неподвижните лопатки, по който кинетичната енергия се преобразува в енергия на налягането.

Съвет. Но е по-добре да се свържете със специализиран ремонт, тъй като това изисква специални инструменти.

Въпреки това, ето малка инструкция как сами да ремонтирате работните колела на центробежна помпа.
демонтаж:

  • С помощта на издърпващ полусъединител.
  • До спиране на разтоварващия диск роторът се подава в посоката, където се извършва засмукване.
  • Маркирайте позицията на стрелката за изместване на оста.
  • Разглобете лагерите.
  • Извадете подложките.
  • С помощта на специален теглещ дискът за разтоварване се издърпва.
  • С помощта на принудителни винтове, един по един, без да позволявате задачата, извадете работното колело от вала.

Ремонт на работното колело:

Проектиране на центробежни помпи

Трябва да се отбележи, че дифузионните помпи имат сериозен недостатък при осигуряването на сблъсък между водните частици на входа на дифузора, когато помпата работи в предварително проектирана точка. Ако има промяна в работата на помпата, спрямо това, което е предвидено в проекта, ъгълът на отклонение на различните течности се променя, но ъгълът на дифузьорите не се променя, което представлява сблъсък на частици, с последваща загуба на ефективност на машината.

Дифузьорните помпи бяха много популярни в началото на развитието на центробежните помпи, но загубиха значение с подобряването на каскадните техники. Оста на въртене на помпата може да бъде хоризонтална или вертикална. От тази подредба има структурни различияв дизайна на помпата, които понякога са важни, така че приложенията на двата типа дизайн често често са различни и добре дефинирани.


За извършване на ремонт се извършва изчисляването на работното колело на центробежна помпа.
стомана:

  • Ако колелото е износено, тогава първо се насочва и след това се обръща на струг.
  • Ако колелото е силно износено, то се отстранява и след това се заварява ново.

Излято желязо:

Разположението на хоризонталната ос на въртене предполага, че помпата и двигателят са на една и съща височина; този тип помпа се използва за работа на сухо, извън изпомпваната течност, която влиза в помпата със смукателна тръба. Въпреки това, центробежните помпи не трябва да изсъхват, тъй като се нуждаят от течност, за да се изпомпва като смазка между плъзгащите пръстени и работното колело и между уплътнението и вала.

Като специфично предимство може да се каже, че хоризонтални помпиимат по-евтин дизайн от вертикалните и особено техния Поддръжкаа консервацията е много по-лесна и по-икономична; демонтирането на помпата обикновено се извършва без необходимост от преместване на двигателя и, както в случая с разделена камера, без дори да се докосват смукателните и нагнетателните връзки.

  • Чугунените колела, като правило, просто се сменят, ако може да се откаже от заточването, тогава необходимите места се изливат с мед и след това се обработват.

След ремонт или смяна на колелото, помпата се сглобява обратно:

  • Избършете, за да направите центробежна помпа.
  • Проверете за дупки и прорези, ако има такива, отстранете ги.
  • Работното колело е монтирано на вала.
  • Върнете диска за зареждане.
  • Инсталирайте меката кутия за пълнене.
  • Завийте гайки.
  • Завъртете жлезата.
  • До спиране на разтоварващия диск роторът се подава в петата.

За по-добро разбиране на процеса на ремонт можете да гледате видеоклипа в тази статия.

Помпите с вертикална ос почти винаги имат двигател за повече високо нивоотколкото една от помпите, следователно, за разлика от хоризонталните, е възможно помпата да работи в средата на изпомпваната течност, като обаче е двигателят над нея. При непотопени вертикални помпи двигателят може да бъде точно над или доста над помпата. Повдигането му отговаря на необходимостта да се предпази от евентуално наводняване или да се направи по-достъпен, ако например помпа работи в кладенец.

Удълженият вал може да бъде твърд или гъвкав с помощта на универсални шарнири, което го прави лесно трудна задачаподравняване. Много често едни и същи хоризонтални помпи се модифицират само в лагери. Аспирацията е странична; при големите помпи често е отдолу, въпреки че понякога се трансформира настрани с обикновен лакът.

Цени

Цената на работното колело в различните магазини е различна, всичко зависи от материала на самата помпа. Първоначалната цена е 1800 рубли, крайната цена е 49 tr. Всичко зависи от това какъв вид центробежна коса имате, за какво я използвате и какъв размер е, както и колко колела има.
Ето защо, за да се избегнат разходи за ремонт, е необходимо внимателно да се следи неговата работа. И също така, ако се появят някакви признаци, които показват неговата неизправност, не е необходимо да го използвате, докато не спре да работи, трябва да го заведете при специалист, който ще замени или поправи тези части, които са счупени.

ОСНОВНО УРАВНЕНИЕ НА ЦЕНТРОБЕЖНИ ПОМПИ

(УРАВНЕНИЕ НА ОЙЛЕР)

Основното уравнение на центробежната помпа за първи път в общ изгледе получена през 1754 г. от Л. Ойлер и носи нейното име.

Отчитайки движението на течността вътре в работното колело, правим следните предположения: помпата изпомпва идеална течност под формата на струи, т.е. няма всички видове загуби на енергия в помпата. Броят на еднакви лопатки на помпата е безкрайно голям (z = µ), дебелината им е нула (d= 0), а ъгловата скорост на работното колело е постоянна (w= const.).

Към работното колело на центробежна помпа със скорост Vo, течността се подава аксиално, т.е. по посока на оста на вала. Тогава посоката на течните струи се променя от аксиална към радиална, перпендикулярна на оста на вала, а скоростта поради центробежната сила се увеличава от стойността V 1 в пространството между лопатките на работното колело до стойността V 2 при изход на колелото.

В междулопатковото пространство на работното колело по време на движение на течността се разграничават абсолютни и относителни скорости на потока. Относителна скоростпоток - скорост спрямо работното колело, и абсолютен - спрямо корпуса на помпата.


Ориз.Схема на движението на течността в работното колело на центробежна помпа

Абсолютната скорост е равна на геометричната сума от относителната скорост на флуида и обиколната скорост на работното колело. Обиколната скорост на течността, излизаща между лопатките на работното колело, съвпада с обиколната скорост на работното колело в дадена точка.

Обиколна скорост на течността (m/s) на входа на работното колело

Обиколна скорост на течността на изхода на работното колело (m/s)

където n-обороти на работното колело, об/мин; д 1 и д 2 - вътрешни и външни диаметри на работното колело, m, w- ъглова скорост на въртене на работното колело рад/с

Когато работното колело се движи, частиците на течността се движат по протежение на лопатките. Въртяйки се заедно с работното колело, те придобиват периферна скорост, а се движат по лопатките - относителна.

Абсолютната скорост v на движение на течността е равна на геометричната сума от нейните компоненти: относителна скорост wи област u, т.е. v = w +и.

Връзката между скоростите на флуидните частици се изразява с паралелограм или триъгълници на скоростите, което дава възможност да се даде представа за радиалната и периферната компоненти на абсолютната скорост.

Радиален компонент


областен компонент


където a е ъгълът между абсолютната и периферната скорост (на входа на работното колело a 1 и на изхода a 2).

Ъгълът b между относителната и периферната скорост характеризира очертанията на лопатките на помпата.

Изследваме промяната за 1 от момента на импулса Масата на течността т = r В , където rе плътността на течността; В- захранване с помпа.

Използвайки теоремата на механиката за промяната на моментите на импулса във връзка с движението на течността в канала на работното колело, ние извеждаме основното уравнение на центробежната помпа, което ще ни позволи да определим развитата глава (или налягане). от помпата. Тази теорема гласи: промяната във времето на основния момент на количеството движение на система от материални точки спрямо някаква ос е равна на сумата от моментите на всички сили, действащи върху тази система.

Моментът на импулса на течността спрямо оста на работното колело във входната секция


Момент на импулса на изхода на работното колело


където r 1 и r 2 - разстоянието от оста на колелото до входния V 1 и изходния V 2 вектор на скоростта, съответно.

Според дефиницията на момента на системата можем да запишем:

Тъй като според фиг.




Групи от външни сили - гравитация, сили на налягане в конструктивните секции (вход-изход) и отстрани на работното колело и силата на триене на течността върху обтекаемите повърхности на лопатките на работното колело - действат върху масата на флуида, запълваща междулопатката канали на работното колело.

Моментът на тежестта спрямо оста на въртене винаги е равен на нула, тъй като рамото на тези сили е равно на нула. Моментът на силите на натиск в проектните секции по същата причина също е равен на нула. Ако се пренебрегне силите на триене, тогава моментът на силите на триене е нула. Тогава моментът на всички външни сили около оста на въртене на колелото се намалява до момента Mkдинамичното въздействие на работното колело върху протичащата през него течност, т.е.


Работете Mkпъти относителната скорост е равна на произведението на дебита и теоретичното налягане П т , създадена от помпата, тоест равна на мощността, предавана на течността от работното колело. следователно,


Това уравнение може да се представи като

Разделяне на двете части на В, получаваме

Като се има предвид, че налягането H = R/(стр) и замествайки тази стойност, получаваме

Ако пренебрегнем силите на триене, тогава можем да получим зависимости, наречени основни уравнения на лопаткова помпа . Тези уравнения отразяват зависимостта на теоретичното налягане или напор от основните параметри на работното колело. Преносимите скорости на входа на аксиалната помпа и на изхода от нея | са еднакви, така че уравнението приема формата


При повечето помпи течността навлиза в работното колело почти радиално и следователно скоростта V 1 » 0. Като се вземе предвид горното


или

Теоретичното налягане и напор, развивани от помпата, са толкова по-големи, колкото по-голяма е периферната скорост по външната обиколка на работното колело, т.е. толкова по-голям е нейният диаметър, скорост на въртене и ъгъл b 2, т.е. .

Действителното налягане и напор, развити от помпата, са по-малки от теоретичните, тъй като действителните работни условия на помпата се различават от идеалните, приети при извеждане на уравнението. Налягането, развивано от помпата, намалява главно поради факта, че при краен брой лопатки на работното колело не всички частици на течността се отклоняват равномерно, в резултат на което абсолютната скорост намалява. Освен това част от енергията се изразходва за преодоляване на хидравличното съпротивление. Влиянието на краен брой остриета се взема предвид чрез въвеждане на корекционен коефициент к(характеризиращо намаляване на компонента на периферната скорост V2u), намаляване на налягането поради хидравлични загуби - чрез въвеждане на хидравлична ефективност з r. С тези корекции общото налягане


и пълна сила

Стойност на коефициента з rзависи от конструкцията на помпата, нейните размери и качеството на вътрешните повърхности на проточната част на работното колело. Обикновено стойност з rе 0,8...0,95. смисъл кс броя на остриетата от 6 до 10, a 2 \u003d 8 ... 14 0 и V2u \u003d 1,5 ... 4 m / s, варира от 0,75 до 0,9.

Когато работното колело на центробежната помпа се върти, течността, разположена между лопатките, поради развитата центробежна сила, се изхвърля през спиралната камера в тръбопровода под налягане. Изходящата течност освобождава пространството, което заема в каналите по вътрешната обиколка на работното колело, така че на входа на работното колело се образува вакуум, а в периферията се образува излишно налягане. Под влияние на разликата в атмосферното налягане в приемния резервоар и пониженото налягане на входа на работното колело, течността навлиза в междулопатковите канали на работното колело през смукателния тръбопровод.

Центробежната помпа може да работи само ако вътрешната й кухина е пълна с изпомпвана течност не по-ниска от оста на помпата, така че помпената единица е оборудвана с устройство за пълнене на помпата.

Допустимо повдигане на засмукване и кавитация.Когато помпата работи, разликата в налягането в приемния резервоар и в корпуса на помпата трябва да е достатъчна за преодоляване на налягането на течния стълб и хидравличното съпротивление в смукателния тръбопровод, така че изчисляването и проектирането на смукателния тръбопровод е едно от най-важните задачи при проектирането на помпен агрегат.

Нарича се вертикалното разстояние от нивото на течността в приемния резервоар до центъра на работното колело на помпата геометричен смукателен асансьорзслънце.За да намерим допустимата геометрична височина на засмукване, пишем уравнението на Бернули. За секции Ох охи 1-1 (ориз. а):


където С hs - сумата от загубите на налягане в смукателната тръба.

Като се има предвид, че z 1 - z 0 = зслънце, както и факта, че Vo = 0 (приемателният резервоар е достатъчно голям), получаваме


Ако налягането П 1 пада до налягането на наситените пари на изпомпваната течност PSпри тази температура ще настъпи кавитация.

кавитация в превод на руски означава образуване на празнота. Явлението кавитация е процес на прекъсване на потока на течност, който възниква, когато налягането, намалявайки, достига налягането на наситените пари на течността. Този процес е придружен от образуването Голям броймехурчета, пълни с течни пари и освободени от него газове. Намирайки се в зоната на ниско налягане, мехурчетата се обединяват, превръщайки се в мехурчета с големи кухини. Течният поток пренася кухините в зоната на високо налягане, където те се разрушават поради кондензацията на парата, която ги запълва. В центъра на всяка кухина се сблъскват частици на течността, което причинява хидравлични удари. Експериментите показват, че когато мехурчетата се спукат, местното налягане и местната температура се повишават.

В този случай локалното налягане достига стойности по-големи от 100 MPa, което е придружено от образуване на положително и отрицателно заредени йонни частици.

Това явление води до разрушаване на работните части на помпата. Следователно кавитацията в помпите е неприемлива. Особено бързо се разрушават алуминият и обработеният чугун, а най-устойчива е неръждаемата стомана, която има висок вискозитет. При шлайфане и полиране устойчивостта на металите към кавитация се повишава. Използването на материали, устойчиви на кавитация, позволява за кратко време да се работи в условия на локална кавитация.

Първото и основно условие за премахване на кавитацията е правилното определяне на допустимата височина на засмукване.

На практика налягането на входа на помпата се избира малко по-високо от налягането на насищане на парите, т.е.


където DR zap - граница на налягането, което гарантира срещу появата на кавитация.

следователно,



резерв на кавитационно налягане,

От формулата се вижда, че за да се увеличи геометричната смукателна глава, е необходимо да се намалят загубите в смукателния тръбопровод, скоростта на входа към помпата и налягането на насищане на парите. В тази връзка смукателният тръбопровод на помпата е направен възможно най-къс, с голям диаметър, с минимум прегъвания и локални съпротивления. Намалете стойността Рсв повечето случаи е невъзможно, тъй като се определя само от температурата на изпомпваната течност. Въпреки това, ако е възможно, тази температура трябва да бъде намалена.

Максималната геометрична смукателна глава на помпите не може да бъде повече от плъх/стр, което за вода е 10 м. Смукателната глава на центробежните помпи обикновено не надвишава b ... 7 м. Ако според изчислението hvs< 0, то насос необходимо ставить ниже уровня жидкости в приемном резервуаре (затопленный насос). Так как


където Hvac - височина на засмукване на вакуум,

тогава можете да пишете


Следователно, вакуумната височина на засмукване е сумата от геометричната височина на засмукване hvs, загуба на напор S hs в смукателния тръбопровод и скоростен напор на входа на помпата v 2 1 /2g.

Допустимата вакуумна смукателна глава винаги е по-малка от смукателната глава, т.е.


В каталозите и паспортите на помпите се посочва допустимата височина на вакуума или допустимият кавитационен резерв.

намерете геометричната височина на засмукване на помпата:


Геометрична височина на изпразване и глава на помпата.

Схема на работа на помпа, включена в система, която изпомпва течност от резервоар НОв резервоара под налягане AT,показано на фиг. б


Енергията, протичаща през работното колело, се снабдява с енергия, която се изразходва за повдигането му и резервоара под налягане и за преодоляване на съпротивлението в напорния тръбопровод.

Геометрична височина на разреждане зннаречено вертикално разстояние от централната ос на помпата до нивото на течността и резервоара под налягане.

Помпата е генерирана пълна главата Хсе определя от разликата в наляганията, създадени от потока на флуида в две секции, съответстващи на началото на инжекционния тръбопровод (Х 2 ) и края на смукателната тръба Х 1 , т.е. H = Х 2 - Х 1 . В тези секции обикновено се монтират манометри и вакуумметри.

Нека определим стойностите на налягането на потока в секцията 1-1, където е монтиран вакуумметърът и в секцията 2-2, Къде се намира манометърът? Вземайки за равнината на сравнение Ох охниво на свободната повърхност на течността в резервоара НО,получаваме изрази за определяне на стойностите на специфичната енергия:




където z vac и z man - вертикални разстояния от центровете на вакууммера и манометъра до оста на помпата; Р 1 и Р 2 - абсолютно налягане в местата, където са монтирани инструментите; V 1 и V 2 - скорост в смукателната и нагнетателната тръба.

Следователно общият напор на помпата


където

Вакуумометрът показва стойността на вакуума (вакуум) Hvak в смукателната тръба, следователно


или

Манометърът показва свръхналяганев изпускателния тръбопровод, т.н


или

Замествайки тези стойности, получаваме


В случай на равни диаметри на смукателния и нагнетателния тръбопровод (V1 = V2) и когато манометърът на вакуума и манометърът са на едно и също ниво

(Dh = 0) общ напор на помпата


При избор на помпа за дадена инсталация, необходимият напор на помпата се изчислява по формулата

където зв° С, зн- съответно геометричната височина на засмукване и изпразване;

з с Слънце, з с н-съответно загубата на налягане в смукателния и нагнетателния тръбопровод,

или иначе

където

- обща височина на издигане на течността;

сумата от загубите на хидравлично налягане в смукателния и нагнетателния тръбопровод.

Мощност и съотношение полезно действиепомпа.Полезна или теоретична мощност на помпата н(kW) се определя като произведението от теглото на храната и главата:


където стр- специфично тегло на течността, N/m 3 ; Q- обемен дебит на помпата, m/s; H е напорът, развиван от помпата, m.

Полезната (или теоретичната) мощност на помпата Np винаги е по-малка от консумираната мощност или мощността, подадена към вала на помпата н, тъй като загубите на енергия са неизбежни в помпата:


Общите загуби (хидравлични, обемни и механични), произтичащи от преноса на енергия на изпомпваната течност, се вземат предвид общ коефициентполезно действие.

Хидравличните загуби се наричат загуби на енергия за преодоляване на хидравличното съпротивление, когато течността се движи от входа към помпата към изхода. Тези загуби на енергия се отчитат от хидравликата ефективност


където Н-необходимо налягане на помпата; з - загуба на напор вътре в помпата.

В съвременните помпи ефективност = 0,8 ... 0,95.

Обемните загуби се наричат ​​загуби на енергия в резултат на изтичане на течност от нагнетателната част на помпата в смукателната част. Например течност в количество Qk излиза през работното колело, основната част от която влиза в изпускателната тръба на помпата, а другата част се връща към засмукване през пролуки в уплътнението между корпуса на помпата и работното колело. В този случай част от енергията се губи. Тези загуби се оценяват от обемната ефективност на помпата:


където В - доставка на помпа; Qk - скоростта на потока на течността, преминаваща през колелото на помпата в съвременните помпи, е 0,9 ... 0,98.

Загубите на енергия, произтичащи от триене в лагери, уплътнения, а също и поради триене на външната повърхност на работното колело срещу течността, се наричат ​​механични загуби. Тези загуби се вземат предвид от механичната ефективност:


където Н-захранване към вала на помпата; Ntr - загуба на мощност за преодоляване на съпротивлението на триене.

Механичната ефективност може да бъде 0,95...0,98. Общата ефективност на помпата е продукт на трите коефициента на ефективност:


и характеризира съвършенството на конструкцията на помпата и степента на нейното влошаване.

Максималната ефективност на големите съвременни помпи достига 0,9 или повече, а ефективността на малките помпи може да бъде 0,6 ... 0,7.

Ефективността на помпата се влияе от коефициента на скорост. Общият характер на този ефект е показан от кривите, показани на фиг. от което следва, че максималната ефективност съответства на обхвата нс= 140 ... 220 оборота в минута, а подаването има значителен ефект В, т.е. размер на помпата. С нарастването на предлагането Вефективността на помпата също се увеличава.


Влияние на скоростта върху производителността (а)

При директно свързване на вала на помпата към вала на двигателя, мощността Ndv (kW) на електродвигателя


където ДА СЕ-коефициент на безопасност, който отчита случайни претоварвания на двигателя; с мощност на двигателя до 2 kW се препоръчва да се вземе коефициентът Да серавно на 1,5; от 2 до 5 kW - 1,5 ... 1,25; от 5 до 50 kW - 1,25 .. 1,15; от 50 до 100 kW-1,15 ... 1,05; повече от 100 kW - 1,05.

Ако валът на помпата е свързан към вала на двигателя чрез скоростна кутия или ремъчно задвижване, тогава мощността на двигателя н dv = КН / з и т.н , където з и т.н- Ефективността на задвижването или скоростната кутия.

Зависимостта на натиска от броя и формата на остриетата.Лесно е да се види, че налягането, развивано от центробежната помпа, зависи от формата на лопатките и съотношението на скоростите, които създават. Има три вида остриета: огънати назад (по посока на въртене на работното колело); наведен напред; с радиален изход.

Остриетата от първия тип осигуряват най-малките хидравлични загуби и по-голяма ефективност. Освен това промяната в захранването практически не влияе на консумацията на енергия, което се отразява благоприятно на работните условия на двигателя, който дори при промяна на захранването на помпата работи в постоянен режим.

При използване на лопатки, огънати напред с радиален изход, се наблюдават значителни хидравлични загуби и намаляване на ефективността на помпата. Това се случва в резултат на рязко увеличаване на напречните сечения на канала между лопатките. В този случай лека промяна в захранването води до рязка промяна в мощността и следователно е необходим двигател с по-висока мощност.

Характеристики на помпата.Характеристика на центробежната помпа или външни и работни характеристики е графичната зависимост на основните показатели на помпата, като напор, мощност и ефективност, от потока, а характеристиката на кавитацията е графиката на зависимостта на налягането, поток и ефективност на излишната смукателна глава Н.

Всички параметри на помпата са взаимосвързани и промяната на един от тях неизбежно води до промяна на други. Ако при постоянна скорост на ротора потокът на помпата се увеличи, тогава създаденото от него налягане ще намалее. При промяна на работните условия се променя и ефективността на помпата: за определени специфични стойности на дебита и напора ефективността на помпата ще бъде максимална, а за всички други режими на нейната работа помпата работи с най-лоша ефективност. Имайте предвид, че ефективността е силно повлияна от коефициента на скорост .

Характеристиките на центробежните помпи ясно показват ефективността на тяхната работа в различни режими и ви позволяват точно да изберете най-икономичната помпа за дадени работни условия.

Производителността на помпата се различава от теоретичната поради хидравлични загуби и променлива хидравлична ефективност.

Загубата на напор в работното колело се състои от загуби от триене в каналите на работното колело, загуби от удар поради отклонения на скоростта на входа на работното колело от тангенциалната посока в лопатката и др.

Както се вижда от фиг. б,всички зависимости се изграждат на една и съща графика в съответните скали и потока В помпата е нанесена по абсцисата, а налягането H, височината на вакуума, мощността и ефективността са нанесени по ординатата.

За да определите необходимите параметри на помпата от кривата на производителността, продължете както следва. Според даден дебит на помпата В онамерен на кривата В точка C, от която се начертава хоризонтална линия до пресечната точка с мащаба Х , където се намира напорът, съответстващ на дадения дебит. За да се определи мощността и ефективността на помпата, от точките се изчертават хоризонтални прави линии НОи ATи на кантар ни h и по този начин намерете съответните стойности неи з о .

Производителността на помпата има няколко различни точки и области. Началната точка на характеристиката съответства на нулевия поток на помпата Q=0, който се наблюдава, когато помпата работи със затворен клапан на нагнетателния тръбопровод. Както се вижда от фиг. а, центробежната помпа в този случай развива известно налягане и консумира мощност, която се изразходва за механични загуби и нагряване на водата в помпата.


Работна характеристика на центробежна помпа (b)

Нарича се режимът на работа на помпата, съответстващ на максималната ефективност оптимален.Основната цел при избора на помпи е да се осигури тяхната работа в оптимален режим, като се има предвид, че кривата на ефективност има плосък характер в зоната на оптималната точка, но на практика се използва работната част на характеристиката на помпата (зоната съответстващ на приблизително 0,9hmax, в рамките на които е разрешен изборът и работата на помпи).

Характеристики на кавитацията необходими за оценка на кавитационните свойства на помпите и правилния избор на смукателен асансьор. За изграждане на кавитационните характеристики на помпата тя се подлага на кавитационни тестове на специални стендове.

В определени граници на изменението на свръхналягането при смукателни стойности Hin.ex Q, Х и зостават непроменени. При някои стойности на Hvs.izb по време на работа на помпата се появяват шум и пукане, които характеризират появата на локална кавитация. С по-нататъшно намаляване на стойността Nvs.ex В , Н и ззапочват постепенно да намаляват, шумът от кавитацията се увеличава и в крайна сметка помпата се поврежда. Определете точно момента на началото на кавитационния ефект върху В , Н и зне е възможно, следователно условно се приема като минимална излишна височина на засмукване Hvs.ex min, след което нейната стойност, при която дебитът на помпата пада с 1% от първоначалната й стойност.