Насос вихревой и центробежный разница: Поверхностные самовсасывающие насосы: описание, применение, характеристики, выбор

Содержание

Осевые и вихревые насосы — MirMarine

Конструктивная схема и принцип действия осевого насоса

Осевые насосы относятся к группе лопастных насосов. Корпусом осевого насоса, как правило, служит изогнутая цилиндрическая труба-колено, являющаяся элементом общего трубопровода. Внутри колена между входными и выходными направляющими аппаратами располагается рабочее колесо. В отличие от центробежного насоса в осевом насосе происходят аксиальное перемещение жидкости. Принцип действия осевого насоса основан на силовом воздействии лопастного колеса на поток жидкости, в результате которого последний получает приращение кинетической энергии, преобразуемой затем в статический напор. В осевом насосе частицы жидкости не имеют радиальных перемещений.

Осевые насосы, могут иметь любую производительность, но при низких напорах (не более 20 м вод. ст.), поэтому на судах их применяют главным образом в качестве отливных средств.

На рис.

2.23 изображен продольный разрез вертикального осевого циркуляционного насоса. Насос состоит из трех основных частей: ротора, корпуса, фонаря. Ротор насоса представляет собой вал 5, на нижнем конце которого крепятся рабочее колесо 10 и сферический обтекатель 9. Вал вращается на двух подшипниках: нижнем резиновом опорном подшипнике скольжения 6, установленном в ступице направляющего аппарата 7, смазываемом забортной водой, и в верхнем радиально-упорном шарикопод-шипнике 14, расположенном в фонаре и воспринимающем осевое усилие забортного давления на ротор насоса. В месте выхода из корпуса насоса вал уплотнен набивным сальником 4.

Корпус 12 насоса бронзовый, выполнен в виде колена, рассчитан по прочности на полное забортное давление. В корпусе насоса с помощью разъемных соединений крепится литой бронзовый направляющий аппарат 7, состоящий из направляющих лопаток 11, обода и ступицы, предназначенный для устранения вращения движения воды за рабочим колесом и частичного преобразования кинетической энергии жидкости.

В средней части корпуса предусмотрен люк 2 для осмотра гидравлической части и выема подшипника скольжения 6. Люк закрыт крышкой с протектором. Корпус имеет фланцы 3 и 8 для соединения с системой. Фонарь 13 насоса сварной, состоит из корпуса фонаря с ребрами жесткости, фланцев 1 для установки электродвигателя и крепления к корпусу насоса и корпуса шарикоподшипника 14. Для наблюдения за работой подшипников, муфты, сальников и ухода за ними передняя сторона корпуса фонаря открытая.

Осевые насосы — низконапорные. Применяют их там, где требуются большая подача и низкий напор. При этих условиях они конструктивно, проще центробежных и имеют лучшие массовые и габаритные показатели. Осевые насосы не обладают свойством сухого всасывания. Их недостатком также является ограниченная высота всасывания. Некоторые марки осевых насосов работают только с подпором. На кораблях осевые насосы применяют как циркуляционные для перекачивания забортной воды через различного рода теплообменные аппараты (главный и вспомогательный конденсаторы и др.

). Между основными параметрами осевых насосов — напором Н, к.п.д. ɳ, мощностью N и подачей Q — существуют внутренние зависимости.

Типовые характеристики H = f1(Q), η = f2(Q), W = f 3(Q)осевого насоса представлены на рис. 2.25. Как следует из графиков, напорно-расходная характеристика осевого насоса в отличие от центробежных насосов падает круче. К.п.д. насоса растет практически линейно с увеличением подачи до номинальной и имеет наибольшую величину при номинальной подаче. С увеличением подачи больше номинальной к.п.д. уменьшается. Осевой насос в отличие от центробежного потребляет большую мощность при малых подачах. С увеличением подачи потребляемая мощность уменьшается. Вследствие этого регулируют подачу осевого насоса, изменяя частоту вращения или поворачивая лопасти насоса. Регулировать подачу осевого насоса дросселированием с экономической точки зрения нецелесообразно.

Особенностью характеристик осевого насоса является наличие перегиба графиков H = f(Q) и N = f(Q) при подаче 30-50% номинальной.

В области перегиба насос работает неустойчиво, вибрирует, напор насоса колеблется, поэтому подачу осевых насосов регулируют в диапазоне подач, больших, чем подачи, соответствующие перегибу.

Осевые насосы относятся к группе лопастных насосов. Они обладают преимуществами и недостатками, присущими всем лопастным насосам, и требуют принципиально сходного обслуживания с центробежными насосами. Конкретное обслуживание каждого насоса зависит от условий его работы и проводится в строгом соответствии с инструкциями по обслуживанию. Основными, общими с центробежными насосами особенностями работы осевых насосов являются отсутствие способности к сухому всасыванию и повышенные требования к условиям надежного всасывания. В отличие от центробежных насосов осевые насосы потребляют наибольшую мощность при холостом ходе. Поэтому осевые насосы пускают при открытых приемном и отливном клапанах.

Перед пуском осевого насоса проводят его внешний осмотр. При осмотре проверяют крепление фланцев, состояние прокладок, наличие смазки в местах, где она должна быть, состояние сальниковых уплотнений, исправность и подключение приборов, состояние привода, его систем и устройств. После осмотра насос проворачивают вручную, проверяют, свободно ли вращается ротор насоса и привода (проворачивают вручную только те насосы, инструкции к которым предусматривают такой способ про верки исправности насоса). Убедившись в исправности насоса и его привода, проверяют состояние и работу арматуры системы: управление золотниками (клапанами), состояние уплотнения сальников штоков клапанов, захлопок. Система перед пуском должна быть заполнена водой, приемный и отливной клапаны (захлопки) должны, быть открыты.

Произведя пуск, наблюдают за показаниями контрольно-измерительных приборов, внимательно следят за работой насоса: температурой подшипника, корпуса привода и насоса, отсутствием посторонних шумов. Остановку насоса осуществляют при открытых клапанах (захлопках). После остановки насоса клапаны (захлопки) закрывают, систему, насос и привод приводят в исходное положение.

Вихревые насосы относятся к группе лопастных насосов, они применяются при малой производительности и большом напоре. Действие их, как и центробежных, основано на передаче энергии от лопастей к потоку жидкости.

Принципиальная схема конструкции вихревого насоса показана на рис. 2.26. Он состоит из корпуса 2, в котором размещается рабочее колесо 8, жестко закрепленное на валу 7. Колесо представляет собой диск с выфрезерованными с обоих торцов радиальными лопатками 6, разделенными с обоих сторон перегородкой 5. Корпус насоса снабжен всасывающими 3 и нагнетательными 1 патрубками. Стенки его прилегают к торцевым поверхностям рабочего колеса с малыми осевыми зазорами (не более 0,2-0,3 мм). Периферийная часть колеса, на которой находятся лопатки, располагается в кольцевом канале 4, образованном корпусом насоса. Канал заканчивается нагнетательным патрубком. Для входа жидкости в межлопаточные каналы в стенке корпуса сделано окно 10, расположенное в самом начале кольцевого канала. Начало этого канала и напорный патрубок отделены перемычкой 9, причем радиальный зазор в области ее допускается не более 0,2 мм.

Жидкость поступает в насос через всасывающий патрубок 3 и далее через окно 10 направляется к основаниям радиальных лопаток.

При вращении рабочего колеса в межлопаточныч каналах ей сообщается механическая энергия. Выходит жидкость из насоса через нагнетательный патрубок.

В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям и через некоторое расстояние опять попадает в межлопаточное пространство, где снова получает приращение механической энергии. Таким образом, в корпусе работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, от которого он и получил название вихревого. Многократность приращения энергии частиц жидкости приводит к тому, что вихревой насос при прочих равных условиях создает напор значительно больший, чем центробежный.

Вихревые насосы (единственные из лопастных) обладают высокой всасывающей способностью и даже свойством сухого всасывания. Ступень вихревого насоса при сравнимых условиях имеет напор, в 2-4 раза превышающий напор ступени центробежного.

Литература

Вспомогательные механизмы и судовые системы. Э. В. КОРНИЛОВ, П. В. БОЙКО, Э. И. ГОЛОФАСТОВ (2009)

Чем отличаются вихревые насосы от струйных?

Струйный насос:

Это насос который в своей работе использует энергию «струи» рабочей среды (газ, вода, или иная жидкость, такие насосы могут быть как газо-струйными так и жидкостноструйными).

Если проще, а вот так выглядит тот самый насос

то в устройстве имеется специальное зауженное сопло, благодаря разному диаметру (сужению) скорость движения жидкости, или газа, возрастает.

Устройство такого насоса простейшее, как и принцип работы.

Есть различные типы (виды) струйных насосов.

К преимуществам можно отнести, простоту устройства, соответственно надёжность, длительный срок эксплуатации.

Таким насосом можно перекачивать даже очень грязную жидкость, практически полная бесшумность (сравнительно) во время работы насоса, такой насос может работать даже в затопленном состоянии.

Вихревые насосы:

Они тоже разные, есть несколько типов (видов) вихревых насосов.

Но в целом главный элемент («сердце») такого насоса, это рабочее колесо с прикреплёнными к нему «лопатками» (лопасти).

Колесо с лопатками установлено внутри цилиндра (точней корпуса цилиндрической формы).

Та же жидкость, вначале через входное отверстие всасывается, затем перемещается внутри насоса и далее, но уже под давлением, выходит («выбрасывается») из выходного отверстия.

Такие насосы могут использоваться для перекачивания воды, например из скважины, или из водоема (или неких накопительных емкостей) к заданной точке.

Такие насосы могут быть как открытого так и закрытого типа.

После краткого описания становится понятным чем они отличаются:

Отличаются конструктивно, сферой использования, сложностью в монтаже.

Вихревые насосы не предназначены для работы с вязкой средой, струйные в принципе могут работать и в этой среде.

КПД (коэффициент полезного действия) у них разный.

У вихревого насоса он не большой около 35%, но у струйного он ещё меньше 20% и это максимум, а чаще ещё меньше.

Струйный насос может работать даже с очень загрязнённой жидкостью, вихревой нет, если в той же воде слишком много примесей, то вихревой насос лучше не использовать.

Струйный насос более простое изделие и соответственно (это как правило) более не дорогое.

Вихревые насосы типа ВК, ВКС, ВКО

Узнайте цены прямо сейчас по телефону: +7 (343) 204-79-69

 

Вихревые насосы используются в химической и нефтеперерабатывающей отраслях, а также в системах водоснабжения.
При помощи вихревых насосов осуществляется перекачивание воды, нейтральных (в плане химического состава), горючих, токсичных, взрывоопасных, легковоспламеняющихся, химически активных жидкостей. Температура перекачиваемых химически активных жидкостей может быть в диапазоне от от — 40 до +85° С. Процент твердых включений в массе не должен превышать 0,01%, размер включений не более

0,05 мм

.
Если сравнивать вихревой и центробежный насосы, то при идентичных размерах и числе оборотов, напор вихревого насоса в 3 – 7 раз больше.
Важной особенностью данного типа насосов можно назвать самовсасывающую способность. Это означает, что при пуске насос способен засасывать жидкость без предварительного заполнения всасывающего трубопровода.
Большинство вихревых насосов способны работать на смеси жидкости и газа.

 

Марка насоса

Параметры эл.дв.

N кВт

об/мин

ВК 1/16А

1,5

1500

ВК 1/16Б

1,5

1500

ВК 1/16К

1,5

1500

ВК 1/16А-2Г

1,5

1500

ВК 1/16Б-2Г

1,5

1500

ВК 1/16К-2Г

1,5

1500

ВКС 1/16А

1,5

1500

ВКС 1/16Б

1,5

1500

ВКС 1/16К

1,5

1500

ВКС 1/16А-2Г

1,5

1500

ВКС 1/16Б-2Г

1,5

1500

ВКО 1/16А

1,5

1500

ВК 2/26А

5,5

1500

ВК 2/26Б

5,5

1500

ВК 2/26К

5,5

1500

ВК 2/26А-2Г

5,5

1500

ВК 2/26Б-2Г

5,5

1500

ВК 2/26К-2Г

5,5

1500

ВКС 2/26А

5,5

1500

ВКС 2/26Б

5,5

1500

ВКС 2/26К

5,5

1500

ВКС 2/26А-2Г

5,5

1500

ВКС 2/26Б-2Г

5,5

1500

ВКС 2/26К-2Г

5,5

1500

ВКО 2/26А

5,5

1500

ВК 4/28А

7,5

1500

ВК 4/28Б

7,5

1500

ВК 4/28К

7,5

1500

ВК 4/28А-2Г

7,5

1500

ВК 4/28Б-2Г

7,5

1500

ВК 4/28К-2Г

7,5

1500

ВКС 4/28А

7,5

1500

ВКС 4/28Б

7,5

1500

ВКС 4/28К

7,5

1500

ВКС 4/28А-2Г

7,5

1500

ВКС 4/28Б-2Г

7,5

1500

ВКС 4/28К-2Г

7,5

1500

ВКО 4/28А

7,5

1500

ВК5/24А(32)

11

1500

ВК5/24Б(32)

11

1500

ВК5/24К(32)

11

1500

ВК5/24А-2Г(32)

11

1500

ВК5/24Б-2Г(32)

11

1500

ВК5/24К-2Г(32)

11

1500

ВКС5/24А(32)

11

1500

ВКС5/24Б(32)

11

1500

ВКС5/24К(32)

11

1500

ВКС5/24А-2Г(32)

11

1500

ВКC5/24Б-2Г(32)

11

1500

ВКC5/24К-2Г(32)

11

1500

ВКО5/24А(32)

11

1500

ВК 10/45А

30

1500

ВКС 10/45А

30

1500

ВКО 10/45А

30

1500

 

 

 

 

Вихревые насосы используются для перекачивания воды в системах водоснабжения, а также для перекачивания токсичных и горючих, легковоспламеняющихся и взрывоопасных, химически нейтральных и химически активных составов. Широкий список допустимых сред характеризует данные насосы наряду с обширным перечнем допустимых температур жидкости: от минус 40 до плюс 85 градусов. Иными словами, сфера использования очень широка.

Именно этим обеспечен активный интерес клиентов ООО «Алькор-Урал» к вихревым насосам. А это обязывает нас предоставить наиболее полный набор информации по данной категории.

Принцип действия

Вихревой насос относится к числу самовсасывающих, поскольку при пуске начинает работу без предварительного заполнения жидкостью всасывающего трубопровода. Конструктивно это обусловлено тем, что вода в таком насосе течет от центра колеса. Колесо своими лопастями создает вихри, которые переводят энергию механического привода в энергию потока. При этом создаваемый напор от 3 до 7 раз сильнее, чем в случае с аналогичными по числу оборотов и габаритами насосами центробежного типа. А это существенное преимущество, которое позволяет относить вихревой самовсасывающий насос к категории наиболее успешных решений.

Ваш выбор

Наша компания сотрудничаем с представителями разных отраслей промышленности, потому стремится формировать ассортимент из разных по своим характеристикам моделей. Постоянно в наличии у нас представлены:

  • вихревые насосы ВКС;
  • насосы вихревые ВК.

Данные аббревиатуры расшифровываются достаточно просто: ВК – вихревый консольный с торцовым уплотнением, ВКС – вихревый консольный с сальниковым уплотнением. Разница между видами заключается в том, что торцовое уплотнение не является противопоказанием для работы с агрессивными, пожароопасными и иными сложными жидкостями, а сальниковое – является. Уточнить данную информацию и расширить область познаний по вихревым насосам вы можете при общении с нашими квалифицированными специалистами.

Наши гарантии

ООО «Алькор-Урал» обеспечивает широкий выбор насосов от надежных производителей и устанавливает цены без накруток, поскольку в своей работе обходится без посредников. Это значит, что с нашей помощью вы приобретете качественное оборудование для решения самых сложных задач. Обращайтесь! Мы за долговечность и быструю окупаемость.

Получить информацию

о стоимости оборудования

и бесплатную консультацию

Характеристики центробежного насоса — Знания

Центробежный насос — это разновидность пластинчатого насоса. Он появился еще в 1920 году и производился французскими компаниями Simon и Hensch. Ключевой и разумной компоновкой вихревого насоса является рабочее колесо, корпус насоса, крышка насоса и образующийся кольцевой канал для потока.

Транспортный материал поступает в канал потока в соответствии с пластиковой соломкой, а крыльчатка, которая вращается влево и вправо, получает кинетическую энергию, которая передается на формовочную трубу экструзией для выполнения всего процесса изготовления подводного бетона. Основной принцип, компоновка и характеристики вихревых насосов отличаются от центробежных насосов, насосов смешанного потока и насосов смешанного потока.

Это насос с небольшим общим расходом и высоким подъемом насоса. Удельная скорость Ns обычно ниже 40. Общий поток предметов в вихревом насосе может составлять всего 0,05 л / с или меньше; общий поток может составлять 12 л / с, поэтому в некоторых областях он может заменить центробежные водяные насосы. Когда удельная скорость Ns превышает 40, она обычно используется меньше, потому что его гибкость намного меньше, чем у центробежного водяного насоса.

Классификация и характеристики центробежных насосов

Центробежные насосы можно разделить на открытые и закрытые по типу рабочего колеса, но теперь посередине есть открытые и закрытые рабочие колеса. Закрытые лопасти рабочего колеса короче и образованы фрезерованием канавок на краю диска рабочего колеса. Внутренний полумеридиан рабочего колеса является внутренним полумеридианом рабочего колеса, и жидкая сердцевина немедленно передается из всасывающей трубы на рабочий канал. В открытом рабочем колесе внутренний диаметр лопасти меньше внутреннего диаметра рабочего колеса, и жидкая сердцевина попадает в рабочее колесо из всасывающей трубы, и, наконец, лопасть опускается позади рабочего колеса, поэтому лопасть длиннее.

Тип крыльчатки зависит от кавитационной эрозии, силы самопоглощения, а также способности перемешивания и транспортировки. В соответствии с относительным положением проточного канала и порта экструзионного формования его можно разделить на вихревой насос с открытым проточным каналом, вихревой насос с радиальным проточным каналом и вихревой насос с закрытым проточным каналом. В соответствии с относительным положением рабочего колеса и рабочего колеса его можно разделить на вихревой насос с круговым рабочим колесом, вихревой насос с открытым периферийным рабочим колесом и вихревой насос с закрытым боковым рабочим колесом.

Особенности центробежного насоса

Хотя центробежный насос относится к пластинчатым насосам, его историческое время, разумная компоновка и характерный внешний вид сильно отличаются от центробежных водяных насосов и других насосов. Потому что есть разница в основном принципе вихревого насоса.

В течение всего процесса работы вихревого насоса из-за вращения рабочего колеса сердцевина жидкости и проточный канал в рабочем колесе создают круговое отклонение, которое, в свою очередь, вызывает центростремительную силу. Окружная скорость жидкой сердцевины в рабочем колесе превышает окружную скорость жидкой сердцевины в проточном канале, то есть центростремительная сила жидкой сердцевины в рабочем колесе очень велика, что создает осевые и радиальные вихри, поэтому называется вихревым насосом.

Насос центробежно-вихревой — Справочник химика 21

Рис. 1.16. Центробежно-вихревой насос типа ЦВ

    Лопастные насосы. Лопастные насосы подразделяют на центробежные консольные, центробежные погружные, центробежные герметичные, центробежно-вихревые и осевые насосы. [c.177]

    Вихревые насосы применяют для перекачивания небольших количеств маловязких жидкостей без абразивных примесей. Промышленностью выпускаются вихревые одноступенчатые самовсасывающие насосы типов ВКО, НС и др., а также центробежно-вихревые насосы типов СЦВ и ЦВ. Эти насосы двухступенчатые, имеют одно центробежное и одно вихревое рабочее колесо.[c.168]

    Среди разнообразия динамических насосов рассмотрим три наиболее распространенных типа центробежный, осевой и вихревой. Общая конструктивная особенность центробежного и осевого насосов — наличие лопастных систем вращающейся (ротор) и неподвижной (статор). Поэтому их относят к группе лопастных насосов. В вихревом насосе только ротор лопастный (с плоскими лопатками), а статор имеет профилированные каналы. По ГОСТ 17398—72 он относится к группе динамических насосов трения, [c.10]

    В химической промышленности преимущественно применяются насосы с электрическим приводом. Поршневые насосы с паровым приводом встречаются лишь на старых производствах. Наиболее широкое распространение получили насосы следующих типов центробежные, центробежно-вихревые, лопастные, поршневые, поршневые с регулировкой производительности. Все в  [c.14]

    Наиболее широко для перекачки жидкостей применяются лопастные и объемные насосы — центробежные, вихревые, шестеренчатые, винтовые, поршневые, плунжерные, мембранные.[c.6]

    ЦВ — насос центробежно-вихревой  [c.298]

    Приводной насос центробежно-вихревой…… [c.218]

    НАСОСЫ ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИХРЕВЫЕ ТИПА 2,5 ЦВ [c.214]

    Центробежно-вихревые насосы типа ЦВ (ЦВК) предназначены для перекачивания воды, содержащей до 0,01% (масс.) абразивных твердых включений размером до 0,05 мм, вязкостью до 36-10 м2/с, при температуре до 105° С. Их применяют для питания котлов малой мощности. [c.27]

    Чаше всего для этих целей применяются насосы центробежно-вихревые, роторно-зубчатые и шестеренчатые. [c.139]


    Насосы. Наиболее широкое применение в химической промышленности получили лопастные (центробежные, вихревые) и объемные (поршневые, плунжерные, шестеренчатые, винтовые и др.) насосы. Основными задачами при расчете насосов являются определение необходимого напора и мощности двигателя при заданном расходе жидкости, выбор насоса по каталогам или ГОСТам с учетом свойств перемещаемой жидкости.[c.28]

    Выбор типа насоса (центробежный, вихревой, поршневой, шестеренчатый) производится в зависимости от максимально необходимой производительности станции. Обычно максимальная производительность имеется при сливе сжиженных газов из железнодорожных цистерн. [c.212]

    Вихревые насосы (рис. 98) по устройству мало отличаются от центробежных. Однако принцип их действия совершенно иной. Главной деталью насоса является вихревое колесо 2 с пазами по окружности, образующими лопасти колеса. Перекачиваемая жидкость подводится и отводится по боковым каналам, имеющимся в корпусе насоса. При вращении рабочего колеса с большой скоростью жидкость, находящаяся в пазах, перемещается и выбрасывается в нагнетательный канал. [c.168]

    В центробежно-вихревом насосе имеются две ступени в первой применяют центробежное, а во второй — вихревое рабочие колеса. [c.13]

    Основные типы лопастных насосов — центробежные, осевые, диагональные объемных — поршневые, плунжерные, винтовые, шестеренные, пластинчатые и др. Из числа лопастных насосов на нефтеперерабатывающих заводах наибольшее применение имеют центробежные, из числа объемных — поршневые (плунжерные), шестеренные, вихревые. [c.406]

    Химические насосы. Для перекачивания химически активных и нейтральных жидкостей предназначена большая группа насосов, относящихся к химическим. Эти насосы могут быть использованы в насосных реагентного хозяйства, при отгрузке сжиженных газов и на других объектах общезаводского хозяйства. Химические насосы делятся на центробежные, вихревые и объемные (плунжерные). [c.99]

    ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИХРЕВОЙ НАСОС [c.392]

    На рис, 15-8 приведен продольный разрез центробежно-вихревого насоса тнпа ЦБ, Насос состоит из двух последовательно включенных колес — центробежного / л вихревого 2, посаженных на общий вал. Жидкость подводится к центробежному колесу, как указано стрелкой, по каналу в корпусе 3. Поток выбрасывается цен- [c.392]

    Промышленность выпускает центробежно-вихревые насосы типа ЦВ и ЦВС. В маркировке центробежно-вихревых насосов используют буквенные обозначения и цифры. На [c.688]

    Вихревые насосы типа ВК и центробежно-вихревые насосы типа ЦВК [c.676]

    Центробежно-вихревые насосы типа ЦВК [c.682]

    ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИХРЕВЫЕ НАСОСЫ [c.688]

    Центробежно-вихревые насосы — горизонтальные консольные двухступенчатые предназначены для перекачивания воды и других нейтральных жидкостей вязкостью до 3610 м с (36 сСт), содержащих твердые включения размером не более 0,05 мм, [c.682]

    В обзоре приводятся классификация самовсасывающих динамических насосов, типы и конструкции отечественных и зарубежных вакуумных устройств, вывод основных расчетных уравнений, устанавливающих связь между термодинамическими свойствами нефтепродуктов и режимом работы вакуумных устройств в условиях эксплуатации. По материалам экспериментов определены зависимости влияния геометрических параметров и рабочих зазоров вихревых вакуумных колес, сепарирующих колпаков и эжекторных устройств на вакуумные и гидравлические характеристики самовсасывающих динамических насосов. Основное внимание уделено разработке самовсасывающих центробежных, вихревых и центробежно-вихревых насосов быстроходностью = 40-90 с сов- [c.3]

    Операции по перемещению сжиженных углеводородных газов могут осуществляться с помощью центробежных, вихревых, поршневых и шестеренчатых насосов. На существующих в СССР ГРС общего и промышленного назначения наибольшее распространение получили насосно-компрессорные схемы. Высокая упругость паров сжиженных углеводородных газов и различие температур в разных точках — приемо-раздаточной системы создают условия для их перемещения при непрерывно меняющемся давлении. [c.70]

    САМОВСАСЫВАЮЩИЕ ЦЕНТРОБЕЖНО-ВИХРЕВЫЕ НАСОСЫ [c.415]

    У насосов закрытого типа жидкость подводится непосредственно в канал. Следовательно, на рабочее колесо она поступает на большем радиусе, при больших окружных и относительных скоростях. Поэтому кавитационные качества вихревых насосов закрытого типа очень низки. Движение на входном участке канала насоса закрытого типа сложное, так как на движение жидкости из всасывающего патрубка в канал накладывается продольный вихрь. Поэтому аналитический расчет кавитационных качеств насоса закрытого типа в настоящее время невозможен. Для улучшения кавитационных качеств насоса закрытого типа перед вихревым рабочим колесом подключают центробежную ступень. Такой насос называется центробежно-вихревым. [c.219]


    Насосы вихревые и центробежно-вихревые. Типы и основные параметры [c.758]

    Центробежно-вихревой насос — это динамический насос, в котором жидкая среда перемещается от центра к периферии и по периферии рабочего колеса (колес) в тангенциальном направлении (рис. 2.30). [c.688]

    Первая группа — самовсасывающие насосы, в конструкции которых вакуумные устройства связаны с основным рабочим колесом. К этим насосам относятся центробежно-вихревые с сепарирующим колпаком (рис. I) вихревые с глухими боковыми каналами, у которых жидкость к лопастям рабочего колеса подводится к центру, а отводится с периферии вихревые с подводом и отводом жидкости с периферии центробежные с эжекционным соплом и циркуляционным баком центробежные с расширителем на отводной спирали. Следует отметить, что конструкция насоса с эжекционным соплом и циркуляционным баком может быть выполнена самовсасывающей и несамовсасывающей. [c.6]

    Насосы центробежные, вихревые, лаби- Производительность, л/мин От 1 до 10 От 10 до 100 [c.276]

    Водоаммиачные насосы. К насосам, предназначенным для обеспечения циркуляции водоаммиачного раствора, предъявляются специальные требования. Основные из них герметичность и достаточно высокий напор 147—167 кПа Г1ри условии надежной эксплуатации, долговечности, безотказности и ремонтоспособности. Выполнение этих требований обеспечит длительную и непрерывную работу абсорбционной холодильной машины. Во всех случаях рекомендуется помимо рабочего насоса устанавливать резервный насос. В какой-то степени удовлеттворяют предъявленным требованиям насосы центробежно-вихревого, винтового типа и двухступенчатые центробежные насосы. [c.143]

    Насосы центробежно-вихревые горизонтальные двухступенчатые с центробежным и вихревым колесами предназначены лля перекачки пппм С температурой до [c. 214]

    На рис. 3 представлена схема обвязки технологического узла емкость — центробежный насос. Напорный бачок 1 работает при атмосферном давлении от него питаются три центробежных насоса, из которых два насоса должны работать постоянно, а третий — резервный. Всасывающий трубопровод является общим для всех яat oeoв, количество нагнетательных коллекторов зависит от числа точек, в которые необходимо направить перекачиваемую жидкость. Каждый насос имеет запорную арматуру на всасываю1щей и нагнетательной сторонах. При подобной обвязке (когда насосы работают на коллектор ) на каждом нагнетательном трубопроводе следует предусмотреть обратный клапан, предотвращающий вращение рабочего колеса насоса в обратном направлении при неожиданной остановке (напри- мер, вследствие выхода из строя электродвигателя). При использовании вихревых, центробежно-вихревых и [c.15]

    Коэфф1 Циент быстроходности вихревых и центробежно-вихревых насосов Яу —10ч-25, Сле-довательно, об-ласти применения этих пасосов по подаче и напору близки к областям применения иасосов объемных (поршневых и роторных).[c.394]

    Типаж насосов вихревых и центробежно-вихревых. ЦБТИ,, ИЮ (ВИГМ). [c.416]

    Вихревые насосы применяют для перемещения чистых маловязких жидкостей с небольшими подачами (до 40 м /ч) и сравнительно высокими напорами (до 250 м), в несколько раз превышающими напоры центробежных насосов. К досто1 нствам вихревых насосов следует отнести простоту конструкции, компактность и возможность получения более высоких напоров, чем в центробежных насосах. Недостатком вихревых насосов является низкий к. п. д (г] = 20—50%), что обусловлено значительными потерями при переносе энергии вихрями, а также непригодность для перекачивания вязких жидкостей и жидкостей, содержащих твердые взвеси. [c.151]

    На технологических установках и в общезаводском хозяйстве НПЗ применяются лопастные (центробежные и осевые), вихревые и объемные (поршневые, плунжерные, шестеренчатые, винтовые, пластинчатые) насосы. Центробежные насосы обеспечивают равномерную подачу продукта, занимают меньше места, чем поршневые, имеют более простую конструкцию. На НПЗ широко используются центробежные нефтяные консольные насосы типа НК, выпускаемые по ТУ 26-02-766—77. Номинальная производительность этих насосов составляет 35—560 м ч, дифференциальный папор колеблется от 26 до 240 м ст. жидкости. Они выпускаются с ротором и колесами различного диаметра детали проточной части насосов изготавливаются из углеродистой (С), хромистой (X) и хромонпкелевой (Н) сталей. [c.273]


Консольные насосы и их конструктивные особенности

Дренажные насосы центробежного типа не кардинально отличаются от остальных, но определенные отличия в принципе работы присутствуют. На сегодня их выпускают более 60% от всего объема предлагаемых на рынке разных видов насосов. Это как изобретение, имеющее универсальную и практичную конструкцию, из разряда велосипеда, который не нужно выдумывать заново.

С точки зрения гидравлики, принцип из работы насоса водяного консольного базируемся на центробежной силе, полученной при работе колеса насоса. Различия между вариантами агрегатов обусловлены требованиями к мощностям и объемам перекачиваемой жидкости, и, конечно же, химическим составом жидкостей, их температурой, степенью загрязненности и характером загрязнения. Купить консольный насос для бытового использования гораздо дешевле, чем для сельского хозяйства или промышленности, это разные по конструктиву виды машин. Для правильного выбора любые вопросы всегда можно задать менеджеру. Насос необходимо покупать с небольшим запасом мощности, а не впритык.

Многие впервые сталкиваются с вопросом выбора такого оборудования, знакомые и специалисты рекомендуют как самое оптимальное консольные водяные насосы. Рассмотрим, что представляют из себя этот вид дренажных насосов. Итак, в основе их просто принципа действия центробежного насоса – центробежная сила, возникающая при вращении рабочего колеса. Подвод жидкости к нему односторонний, осуществляется он к рабочему колесу, которое расположено на конце вала с удалением от привода насоса.

Существуют разные модели таких насосов, предназначенные для бытового использования, сельского хозяйства, коммунальных служб, промышленных предприятий. В зависимости от мощности и от составов перекачиваемых жидкостей, применяются различные материалы для конструктивных элементов и разные двигатели, от чего и зависит стоимость насоса центробежного консольного. Например, современная серия F применяется для перекачки жидкостей без агрессивных химических смесей и чистой воды. Агрегаты серии NGA перемещают сильно загрязнённые жидкости, при этом конструкция предотвращает возможность закупорки рабочего колеса. Модели NF применяются сельхоз. предприятиями и коммунальными службами. Они имеют высокий КПД и нормально работают при длительных нагрузках. Консольные насосы для перекачки горячих жидкостей температурой до 90 0С серии СР часто применяются в быту, для полива сада и огорода, подачи воды в комбинации с системами поддержания необходимого давления.

По расположению оси рабочего колеса бывают консольные горизонтальные насосы и вертикальные. Центробежное колесо насоса состоит из двух дисков, между которыми расположены загнутые в противоположную направлению движения сторону лопатки. Под давлением центробежной силы, образовавшейся при вращении колеса, жидкость выбрасывается из него в напорный патрубок. При этом в центре колеса образуется разряжение, а в периферии создается повышенное давление. Благодаря различию между давлением над свободной поверхностью жидкости, находящейся в резервуаре, и в центре колеса, происходит движение жидкости из резервуара по всасывающему трубопроводу.

В современных моделях центробежных насосов на воду, особенно от европейских производителей, применяются выгодные по энегроэффективности и надежности электродвигатели из надежных современных материалов корпуса и обмоток с необходимой пролакировкой и классом нагревостойкости (изоляции), что гарантирует бесперебойную работу приводимого насоса и минимальную вероятность неполадок. Вкладывая средства в качественный насос, Вы экономите свое время на решение проблем с неисправностью и обслуживанием.

Аналоги отечественных производителей во многом уступают европейским, изготовленным на более современном оборудовании, из надежных материалов нового поколения. Если требует замены старые насосы для воды консольные, сравнительные характеристики их с иностранными аналогами приводятся в специальных таблицах.

Смотрите также

Инженеры 4 мир: Насос — Часть 1

  Содержимое: 
 
1.0 Знакомство с насосом
2.0 Классификация насосов
3.0 Конструкция и принцип работы насосов

Введение в насос
Насос является одним из наиболее важных аксессуаров первичного двигателя; Насосы используются для повышения давления жидкости, подачи воды, нагнетания смазочного масла в детали машин и других различных промышленных и бытовых применений.


Подъем воды из колодцев — самая ранняя форма откачки. Современные приложения гораздо шире. Современные насосы работают по одному из двух принципов. Безусловно, большинство насосных установок относятся к типу скоростного напора (кинетическая энергия). В этих устройствах повышение давления достигается за счет придания жидкости движения. На выходе из машины это движение преобразуется в повышение давления.

Другой основной тип насоса называется поршневым. Эти устройства предназначены для увеличения давления жидкости, пытаясь сжать объем.


Доступно множество разновидностей насосов. Выбор класса и типа насоса для определенного применения зависит от требуемого напора, компоновки, характеристик жидкости, предполагаемого срока службы, энергии, стоимости и материалов конструкции. Очень важными параметрами для проектирования насосов являются давление и расход жидкости.

Классификация насосов:
Существует множество способов классификации насосов по типу конструкции, применению, функции, принципу подвода энергии и т. д.,

 

1.Напорные насосы с кинетической энергией или скоростью
1. 1 Центробежные насосы
1.1.1 Спиральный насос
1.1.2 Диффузорный насос
1.1.3 Насос Vertex
Подклассификация по типу потока
1. Осевой насос (одноступенчатый или многоступенчатый)
2. Радиальный насос (одинарного или двойного всасывания)
3. Насос смешанного потока (одинарного или двойного всасывания)
4. Периферийный насос (одноступенчатый или многоступенчатый)
1.2. Спецэффект
1.2.1 Газлифтный насос
1.2.2 Струйный насос
1.2.3. Гидравлический плунжерный насос
1.2.4. Электромагнитный насос
2. Объемные насосы
2.1. Поршневой насос
2.1.1 Поршень, плунжер
2.1.1.1. Насос прямого действия (симплексный или дуплексный)
2.1.1.2. Силовой насос (одинарного/двухстороннего действия,
симплекс, дуплекс, триплекс, мультиплекс)
2.1.2. Мембранный насос (с механическим или гидравлическим приводом,
симплекс или мультиплекс)
2. 2. Роторный насос
2.2.1. Однороторный насос
2.2.1.1 Пластинчатый насос
2.2.1.2 Поршневой насос
2.2.1.3 Винтовой насос
2.2.1.4 Мембрана или гибкий элемент
2.2.2. Многороторные насосы
2.2.2.1 Шестеренчатый насос
2.2.2.2 Кулачковый насос
2.2.2.3 Винтовой насос
2.2.2.4 Кольцевой поршневой насос
3. Конструкция и принцип работы крупных насосов

Центробежные насосы:
Насос, который использует центробежную силу для перемещения жидкостей из одного места в другое, называется центробежным насосом.Это похоже на перевернутую водяную турбину. Центробежные насосы используются в большем количестве промышленных применений, чем другие типы насосов, потому что эти насосы предлагают низкие начальные затраты и затраты на техническое обслуживание. Центробежные насосы работают плавно, без пульсаций и способны работать в условиях отсутствия потока.

Важнейшими частями центробежного насоса являются вращающееся рабочее колесо и неподвижный корпус. На основании конструкции корпуса центробежные насосы подразделяются на спирального типа, вершинного типа и диффузорного типа .

В центробежных насосах кинетическая энергия воды, выходящей из рабочего колеса, преобразуется в потенциальную энергию, которая используется для увеличения напора насоса.
При вращении крыльчатки жидкость под действием центробежной силы выбрасывается из ее центра, за счет этого действия создается разрежение во всасывающем патрубке, соединенном с всасывающей трубой, и жидкость из резервуара поступает в крыльчатку.

Спиральный насос :
В спиральных насосах площадь потока постепенно увеличивается от горловины к нагнетательному патрубку.Увеличение площади потока снижает скорость на выходе и, следовательно, увеличивает давление в обсадной колонне.


Диффузорный насос:

В диффузорном насосе жидкость проходит через кольцо неподвижных лопастей или диффузор после того, как жидкость покидает рабочее колесо, что обеспечивает диффузию жидкости, что обеспечивает более контролируемый поток и более эффективное преобразование скоростного напора в напорный. Предоставление фиксированного диффузора увеличивает эффективность насоса до 90 процентов.


Вихревой насос:
Вихревой корпус представляет собой корпус, в котором между корпусом и рабочим колесом предусмотрена кольцевая камера.Вихревой корпус повысит эффективность насоса за счет значительного уменьшения образования завихрений.



Различные типы корпусов центробежных насосов

Корпус центробежного насоса служит для изоляции внутренней части насоса от атмосферы для предотвращения утечек и сохранения давления. В случае центробежных насосов они окружают ротор насоса, который передает энергию перекачиваемой жидкости через крыльчатку , установленную на вращающемся валу.

Термин «корпус » обычно используется для описания компонента, который «содержит» насос. На практике корпус насоса выполняет пять функций:

1. Обеспечивает сдерживание давления.

2. Включите коллектор либо как неотъемлемую часть корпуса, либо как отдельную деталь.

3. Разрешить установку и снятие ротора.

4. Поддержите насос или обеспечьте структурное соединение с опорой насоса.

5.Соблюдайте центровку насоса и его ротора под действием давления и разумных нагрузок на трубопровод.

Существует три типа корпуса центробежного насоса, которые описаны ниже

1. Спиральный корпус

2. Корпус вихревого потока

3. Корпус с направляющими лопастями

1. Улитка г

Это спиральный тип, в котором площадь потока постепенно увеличивается. Увеличение площади потока уменьшает скорость потока.Уменьшение скорости увеличивает давление воды, протекающей через корпус.

Спиральный корпус – самый распространенный тип корпуса

Насос со спиральным корпусом является наиболее распространенным типом центробежных насосов . Его характерной особенностью является типичный для одноступенчатых центробежных насосов корпус насоса в форме улитки .

Рисунок 1: Спиральный корпус центробежного насоса

2.Корпус вихревого потока

Вихревой корпус представляет собой корпус, в котором между корпусом и рабочим колесом предусмотрена круглая камера.

 Вихревой корпус помогает повысить эффективность насоса за счет значительного уменьшения образования завихрений.

Рис. 2. Вихревой корпус центробежного насоса.

3. Корпус с направляющими лопастями

В корпусе с направляющими лопатками рабочее колесо окружено рядом направляющих лопаток.

Направляющие лопатки установлены на кольце, называемом диффузором.

Рисунок 3: Корпус направляющих лезвий

Конструкция направляющих лопаток сохранена таким образом, что вода, выходящая из рабочего колеса, попадает в направляющие без ударов.

Площадь направляющих лопаток увеличивается; это помогает уменьшить скорость жидкости и увеличивает ее давление. После направляющих аппаратов вода проходит через окружающий кожух.

 В большинстве случаев корпус остается концентричным с рабочим колесом.

Чтобы узнать больше о корпусе центробежного насоса KSB PUMP, нажмите на ссылку: Корпус насоса


Quiz Help: Fundamentals Of Pumps

Используйте поиск, чтобы быстро найти ответы на вопросы — откройте окно поиска (ctrl+f), затем введите ключевое слово из вопроса, чтобы перейти к этим терминам в материалах курса

Введение

Центробежные насосы в основном состоят из стационарного корпуса насоса и рабочего колеса, закрепленного на вращающемся валу.Корпус насоса обеспечивает границу давления для насоса и содержит каналы для правильного направления всасывающего и нагнетательного потоков. Корпус насоса имеет всасывающие и нагнетательные отверстия для основного потока насоса и обычно имеет небольшие дренажные и вентиляционные фитинги для удаления газов, захваченных в корпусе насоса, или для слива из корпуса насоса для технического обслуживания.

На рис. 1 представлена ​​упрощенная схема типичного центробежного насоса, на которой показано относительное расположение всасывающей части насоса, рабочего колеса, улитки и нагнетательной части.Корпус насоса направляет жидкость от всасывающего патрубка к центру или проушине рабочего колеса. Лопасти вращающегося рабочего колеса сообщают жидкости радиальное и вращательное движение, выталкивая ее к внешней периферии корпуса насоса, где она собирается во внешней части корпуса насоса, называемой улиткой. Улитка представляет собой область, которая расширяется в поперечном сечении по мере того, как она охватывает корпус насоса. Целью улитки является сбор жидкости, выходящей с периферии рабочего колеса с высокой скоростью, и постепенное снижение скорости жидкости за счет увеличения проходного сечения.Это преобразует скоростной напор в статическое давление. Затем жидкость выпускается из насоса через нагнетательный патрубок.

Рис. 1 Центробежный насос

Центробежные насосы также могут быть сконструированы таким образом, что они имеют две отдельные улитки, каждая из которых принимает жидкость, выбрасываемую из области рабочего колеса под углом 180° в любой момент времени. Насосы этого типа называются насосами с двойной улиткой (их также можно назвать насосами с раздельной спиральной камерой). В некоторых применениях двойная улитка сводит к минимуму радиальные силы, воздействующие на вал и подшипники из-за дисбаланса давления вокруг рабочего колеса.Сравнение центробежных насосов с одной и двумя спиральными трубками показано на рис. 2.

Рисунок 2. Одинарная и двойная спиральные насосы

Диффузор

Некоторые центробежные насосы содержат диффузоры. Диффузор представляет собой набор стационарных лопастей, окружающих рабочее колесо. Диффузор предназначен для повышения эффективности центробежного насоса за счет более постепенного расширения и уменьшения турбулентной области для жидкости, чтобы снизить ее скорость. Лопасти диффузора сконструированы таким образом, что жидкость, выходящая из крыльчатки, сталкивается с постоянно увеличивающейся площадью проходного сечения при прохождении через диффузор.Это увеличение площади потока вызывает снижение скорости потока, превращая кинетическую энергию в давление потока.

Классификация крыльчаток

Рис. 4. Крыльчатки одинарного и двойного всасывания

. Крыльчатки насосов классифицируются по количеству точек, через которые жидкость может попасть в крыльчатку, а также по размеру перемычек между лопастями крыльчатки.

Рабочие колеса могут быть одностороннего или двустороннего всасывания. Рабочее колесо одностороннего всасывания позволяет жидкости поступать к центру лопастей только с одного направления.Рабочее колесо двойного всасывания позволяет жидкости поступать в центр лопастей рабочего колеса одновременно с обеих сторон. На рис. 4 представлены упрощенные схемы рабочих колес одинарного и двойного всасывания.

Крыльчатки могут быть открытыми, полуоткрытыми или закрытыми. Открытое рабочее колесо состоит только из лопастей, прикрепленных к ступице. Полуоткрытое рабочее колесо состоит из круглой пластины (стенки), прикрепленной к одной стороне лопастей. Закрытое рабочее колесо имеет круглые пластины, прикрепленные к обеим сторонам лопастей. Закрытые рабочие колеса также называют закрытыми рабочими колесами.На рис. 5 показаны примеры открытых, полуоткрытых и закрытых рабочих колес.

Рис. 5 Открытые, полуоткрытые и закрытые рабочие колеса

Рабочее колесо иногда содержит балансировочные отверстия, которые соединяют пространство вокруг ступицы с всасывающей стороной рабочего колеса. Балансировочные отверстия имеют общую площадь поперечного сечения, значительно превышающую площадь поперечного сечения кольцевого пространства между компенсационным кольцом и ступицей. Результатом является давление всасывания с обеих сторон ступицы рабочего колеса, которое поддерживает гидравлический баланс осевой тяги.

Классификация центробежных насосов по потоку

Центробежные насосы можно классифицировать на основе способа прохождения жидкости через насос. Способ прохождения жидкости через насос определяется конструкцией корпуса насоса и рабочего колеса. Три типа потока через центробежный насос: радиальный поток, осевой поток и смешанный поток.

Радиальные насосы

В радиальном насосе жидкость поступает в центр рабочего колеса и направляется наружу вдоль лопастей рабочего колеса под прямым углом к ​​валу насоса.Рабочее колесо типичного насоса с радиальным потоком и поток через насос с радиальным потоком показаны на рис. 6.

Рис. 6 Центробежный насос с радиальным потоком

Насосы с осевым потоком

В насосе с осевым потоком рабочее колесо толкает жидкость в параллельном направлении. к валу насоса. Насосы с осевым потоком иногда называют гребными насосами, потому что они работают практически так же, как гребной винт лодки. Рабочее колесо типичного насоса с осевым потоком и поток через насос с радиальным потоком показаны на рисунке 7.

Рис. 7 Осевой центробежный насос

Насосы со смешанным потоком

Насосы со смешанным потоком заимствуют характеристики как у радиальных, так и у осевых насосов. Когда жидкость течет через рабочее колесо насоса смешанного типа, лопасти рабочего колеса выталкивают жидкость из вала насоса на всасывание насоса под углом более 90°. Рабочее колесо типичного насоса смешанного потока и поток через насос смешанного потока показаны на Рис. 8.

Рис. 8 Центробежный насос со смешанным потоком

Многоступенчатые центробежные насосы

Центробежный насос с одним рабочим колесом, который может развивать перепад давления более 150 фунтов на квадратный дюйм между всасыванием и нагнетанием сложно и дорого проектировать и строить.Более экономичным подходом к созданию высокого давления с помощью одного центробежного насоса является установка нескольких рабочих колес на общем валу в одном корпусе насоса. Внутренние каналы в корпусе насоса направляют нагнетание одного рабочего колеса на всасывание другого рабочего колеса. На рис. 9 представлена ​​схема расположения рабочих колес четырехступенчатого насоса. Вода поступает в насос сверху слева и последовательно проходит через каждое из четырех рабочих колес слева направо. Вода поступает из улитки, окружающей нагнетание одного рабочего колеса, на всасывание следующего рабочего колеса.

Ступень насоса определяется как часть центробежного насоса, состоящая из одного рабочего колеса и связанных с ним компонентов. Большинство центробежных насосов представляют собой одноступенчатые насосы с одним рабочим колесом. Насос, содержащий семь рабочих колес в одном корпусе, будет называться семиступенчатым насосом или, как правило, многоступенчатым насосом.

Рис. 9 Многоступенчатый центробежный насос

Компоненты центробежного насоса

Центробежные насосы различаются по конструкции и конструкции: от простых насосов с относительно небольшим количеством деталей до чрезвычайно сложных насосов с сотнями отдельных деталей.Некоторыми из наиболее распространенных компонентов центробежных насосов являются изнашиваемые кольца, сальниковые коробки, набивка и фонарные кольца. Эти компоненты показаны на рисунке 10 и описаны на следующих страницах.

Изнашиваемые кольца

Центробежные насосы содержат вращающиеся рабочие колеса внутри стационарных корпусов насосов. Чтобы крыльчатка могла свободно вращаться внутри корпуса насоса, между крыльчаткой и корпусом насоса должен поддерживаться небольшой зазор. Чтобы максимизировать эффективность центробежного насоса, необходимо свести к минимуму количество жидкости, просачивающейся через этот зазор со стороны высокого давления или нагнетания насоса обратно на сторону низкого давления или всасывания.

Рисунок 10 Компоненты центробежного насоса

Некоторый износ или эрозия произойдет в точке, где крыльчатка и корпус насоса почти соприкасаются. Этот износ происходит из-за эрозии, вызванной утечкой жидкости через этот узкий зазор и другими причинами. По мере износа зазоры увеличиваются, а скорость утечки увеличивается. В конце концов, утечка может стать неприемлемо большой, и потребуется техническое обслуживание насоса.

Чтобы свести к минимуму затраты на техническое обслуживание насоса, многие центробежные насосы оснащены компенсационными кольцами.Износные кольца представляют собой сменные кольца, которые крепятся к рабочему колесу и/или корпусу насоса, чтобы обеспечить небольшой рабочий зазор между рабочим колесом и корпусом насоса, не вызывая износа фактического рабочего колеса или материала корпуса насоса. Эти изнашиваемые кольца предназначены для периодической замены в течение срока службы насоса и предотвращают более дорогостоящую замену рабочего колеса или корпуса.

Сальниковая коробка

Практически во всех центробежных насосах вращающийся вал, приводящий в движение рабочее колесо, проходит через границу давления корпуса насоса.Важно, чтобы насос был сконструирован таким образом, чтобы контролировать количество жидкости, просачивающейся вдоль вала в точке, где вал входит в корпус насоса. Существует множество различных способов герметизации проходки вала в корпусе насоса. Факторы, учитываемые при выборе метода, включают давление и температуру перекачиваемой жидкости, размер насоса, а также химические и физические характеристики перекачиваемой жидкости.

Одним из самых простых видов уплотнения вала является сальниковое.Сальник представляет собой цилиндрическое пространство в корпусе насоса, окружающее вал. В это пространство помещаются кольца упаковочного материала. Набивка представляет собой материал в виде колец или нитей, который помещается в сальниковую коробку для образования уплотнения, контролирующего скорость утечки вдоль вала. Уплотнительные кольца удерживаются на месте сальником. Сальник, в свою очередь, удерживается шпильками с регулировочными гайками. Когда регулировочные гайки затягиваются, они перемещают сальник и сжимают набивку. Это осевое сжатие заставляет набивку расширяться в радиальном направлении, образуя плотное уплотнение между вращающимся валом и внутренней стенкой сальниковой коробки.

Высокоскоростное вращение вала выделяет значительное количество тепла при трении об уплотнительные кольца. Если сальник не смазывается и не охлаждается, температура набивки повышается до такой степени, что происходит повреждение набивки, вала насоса и, возможно, соседних подшипников насоса. Сальниковые коробки обычно проектируются таким образом, чтобы обеспечить небольшую регулируемую утечку вдоль вала для обеспечения смазки и охлаждения набивки. Скорость утечки можно регулировать, затягивая и ослабляя сальник.

Фонарное кольцо

Не всегда возможно использовать стандартный сальник для уплотнения вала центробежного насоса. Всасывание насоса может быть под вакуумом, так что утечка наружу невозможна, или жидкость может быть слишком горячей, чтобы обеспечить адекватное охлаждение набивки. Эти условия требуют модификации стандартного сальника.

Одним из методов надлежащего охлаждения набивки в этих условиях является использование фонарного кольца. Фонарное кольцо представляет собой перфорированное полое кольцо, расположенное недалеко от центра сальниковой коробки, в которое поступает относительно прохладная чистая жидкость либо из нагнетательного патрубка насоса, либо из внешнего источника, и которое равномерно распределяет жидкость вокруг вала для обеспечения смазки и охлаждения.Жидкость, поступающая в фонарное кольцо, может охлаждать вал и набивку, смазывать набивку или герметизировать соединение между валом и набивкой от утечки воздуха в насос, если давление всасывания насоса меньше атмосферного.

Механические уплотнения

В некоторых случаях уплотняющий материал не подходит для уплотнения вала. Одним из распространенных альтернативных методов уплотнения вала являются механические уплотнения. Торцовые уплотнения состоят из двух основных частей: вращающегося элемента, прикрепленного к валу насоса, и неподвижного элемента, прикрепленного к корпусу насоса.Каждый из этих элементов имеет тщательно отполированную уплотняющую поверхность. Полированные поверхности вращающегося и неподвижного элементов соприкасаются друг с другом, образуя уплотнение, предотвращающее утечку по валу.

Резюме

Важная информация в этой главе приведена ниже.

  • Рабочее колесо содержит вращающиеся лопасти, которые сообщают жидкости радиальное и вращательное движение.
  • Улитка собирает жидкость, выходящую из рабочего колеса с высокой скоростью, и постепенно вызывает снижение скорости жидкости за счет увеличения проходного сечения, преобразуя скоростной напор в статический.
  • Диффузор повышает эффективность центробежного насоса, обеспечивая более постепенное расширение и меньшую зону турбулентности для замедления жидкости по мере расширения площади потока.
  • Уплотнительный материал обеспечивает уплотнение в месте, где вал насоса входит в корпус насоса.
  • Износные кольца представляют собой сменные кольца, которые крепятся к рабочему колесу и/или корпусу насоса, чтобы обеспечить небольшой рабочий зазор между рабочим колесом и корпусом насоса, не вызывая износа фактического рабочего колеса или материала корпуса насоса.
  • Фонарное кольцо вставляется между кольцами набивки в сальниковой коробке для приема относительно холодной чистой жидкости и равномерного распределения жидкости вокруг вала для обеспечения смазки и охлаждения набивки.

Введение

Конструкция многих центробежных насосов позволяет насосу работать непрерывно в течение месяцев или даже лет. Эти центробежные насосы часто полагаются на жидкость, которую они перекачивают, для обеспечения охлаждения и смазки подшипников насоса и других внутренних компонентов насоса.Если поток через насос прекращается, когда насос все еще работает, насос больше не будет должным образом охлаждаться, и насос может быстро выйти из строя. Повреждение насоса также может быть результатом перекачивания жидкости, температура которой близка к условиям насыщения.

Кавитация

Площадь проходного сечения в глазу рабочего колеса насоса обычно меньше, чем площадь проходного сечения всасывающего трубопровода насоса или площадь проходного сечения через лопасти рабочего колеса. Когда перекачиваемая жидкость попадает в отверстие центробежного насоса, уменьшение проходного сечения приводит к увеличению скорости потока, сопровождающемуся снижением давления.Чем больше расход насоса, тем больше перепад давления между всасывающим патрубком насоса и ушком рабочего колеса. Если перепад давления достаточно велик или если температура достаточно высока, перепад давления может быть достаточным для того, чтобы жидкость испарилась, когда локальное давление падает ниже давления насыщения перекачиваемой жидкости. Любые пузырьки пара, образованные перепадом давления в глазу крыльчатки, уносятся вдоль лопастей крыльчатки потоком жидкости. Когда пузырьки попадают в область, где локальное давление выше давления насыщения дальше от лопасти крыльчатки, пузырьки пара резко схлопываются.Этот процесс образования и последующего схлопывания пузырьков пара в насосе называется кавитацией.

Кавитация в центробежном насосе оказывает значительное влияние на производительность насоса. Кавитация снижает производительность насоса, что приводит к колебаниям расхода и давления нагнетания. Кавитация также может быть разрушительной для внутренних компонентов насоса. Когда в насосе возникает кавитация, пузырьки пара образуются в области низкого давления непосредственно за вращающимися лопастями рабочего колеса. Эти пузырьки пара затем движутся к встречной лопасти крыльчатки, где они схлопываются и вызывают физический удар по передней кромке лопасти крыльчатки.Этот физический удар создает небольшие ямки на передней кромке лопасти рабочего колеса. Каждая отдельная ямка имеет микроскопический размер, но кумулятивный эффект миллионов таких ямок, образовавшихся в течение нескольких часов или дней, может буквально разрушить рабочее колесо насоса. Кавитация также может вызвать чрезмерную вибрацию насоса, которая может повредить подшипники насоса, компенсационные кольца и уплотнения.

Небольшое количество центробежных насосов предназначено для работы в условиях, когда кавитация неизбежна. Эти насосы должны быть специально спроектированы и обслуживаться, чтобы выдерживать небольшую кавитацию, возникающую во время их работы.Большинство центробежных насосов не рассчитаны на длительную кавитацию.

Шум является одним из признаков кавитации в центробежном насосе. Звук кавитационного насоса может напоминать встряхивание банки с шариками. Другими показателями, которые можно наблюдать с удаленной рабочей станции, являются колебания давления нагнетания, расхода и тока двигателя насоса. Методы остановки или предотвращения кавитации представлены в следующих параграфах.

Чистый положительный напор на всасывании

Во избежание кавитации в центробежных насосах давление жидкости во всех точках внутри насоса должно оставаться выше давления насыщения.Величиной, используемой для определения того, достаточно ли давление перекачиваемой жидкости для предотвращения кавитации, является чистый положительный напор на всасывании (NPSH). Доступный чистый положительный напор на всасывании (NPSHA) представляет собой разницу между давлением на всасывании насоса и давлением насыщения перекачиваемой жидкости. Требуемый чистый положительный напор на всасывании (NPSHR) — это минимальный чистый положительный напор, необходимый для предотвращения кавитации.

Условие, которое должно соблюдаться для предотвращения кавитации, заключается в том, что доступный чистый положительный напор на всасывании должен быть больше или равен требуемому чистому напору на всасывании.Это требование можно сформулировать математически, как показано ниже.

NPSH A ≥ NPSH R

Формула для NPSH A может быть представлена ​​в виде следующего уравнения.

NPSH A = P всасывание – P насыщение

Когда центробежный насос всасывает из резервуара или другого резервуара, давление на всасывании насоса представляет собой сумму абсолютного давления на поверхности жидкости в резервуаре плюс давление из-за разницы высот между поверхностью жидкости в резервуаре и всасыванием насоса за вычетом потерь напора из-за трения во всасывающем трубопроводе от резервуара к насосу.

NPH

NPH A = P A + P ST — H F — P F — P F — P F — P F SAT — P SAT

Где:

NPSH A = Чистая положительная головка всасывания

P A = Абсолютный давление на поверхности жидкости

P st = давление из-за возвышения между поверхностью жидкости и всасыванием насоса

h f = потери напора во всасывающем трубопроводе насоса

P sat = давление насыщения жидкости при перекачивании

Предотвращение кавитации

Если в центробежном насосе возникает кавитация, может потребоваться внести некоторые изменения в конструкцию или работу системы, чтобы увеличить NPSHA выше NPSHR и остановить кавитацию. Одним из способов увеличения NPSHA является увеличение давления на всасывании насоса. Например, если насос всасывает из закрытого резервуара, либо повышение уровня жидкости в резервуаре, либо увеличение давления в пространстве над жидкостью увеличивает давление всасывания.

Увеличить NPSHA можно также за счет снижения температуры перекачиваемой жидкости. Снижение температуры жидкости снижает давление насыщения, что приводит к увеличению NPSHA.Напомним из предыдущего модуля по теплообменникам, что большие конденсаторы пара обычно переохлаждают конденсат до температуры ниже температуры насыщения, что называется депрессией конденсата, чтобы предотвратить кавитацию в конденсатных насосах.

Если потери напора во всасывающем трубопроводе насоса могут быть уменьшены, кавитационный запас насоса будет увеличен. Различные методы снижения потерь напора включают увеличение диаметра трубы, уменьшение количества колен, клапанов и фитингов в трубе, а также уменьшение длины трубы.

Можно также остановить кавитацию, уменьшив кавитационный запас насоса. NPSHR не является постоянной величиной для данного насоса при любых условиях, а зависит от определенных факторов. Как правило, NPSH насоса значительно увеличивается по мере увеличения скорости потока через насос. Следовательно, уменьшение расхода через насос путем дросселирования нагнетательного клапана снижает NPSH. NPSHR также зависит от скорости насоса. Чем быстрее вращается рабочее колесо насоса, тем больше NPSH. Следовательно, если скорость центробежного насоса с регулируемой скоростью уменьшается, NPSH насоса уменьшается.Однако, поскольку производительность насоса чаще всего определяется потребностями системы, к которой он подключен, возможны лишь ограниченные регулировки без запуска дополнительных параллельных насосов, если таковые имеются.

Чистая положительная высота всасывания, необходимая для предотвращения кавитации, определяется производителем насоса путем испытаний и зависит от таких факторов, как тип входного отверстия рабочего колеса, конструкция рабочего колеса, расход насоса, скорость вращения рабочего колеса и тип перекачиваемой жидкости. Производитель обычно предоставляет кривые NPSHR в зависимости от расхода насоса для конкретной жидкости (обычно воды) в руководстве поставщика насоса.

Кривые характеристик центробежного насоса

Для данного центробежного насоса, работающего с постоянной скоростью, скорость потока через насос зависит от перепада давления или напора, развиваемого насосом. Чем ниже напор насоса, тем выше скорость потока. Руководство поставщика для конкретного насоса обычно содержит кривую зависимости расхода насоса от напора насоса, которая называется характеристикой насоса. После установки насоса в систему его обычно проверяют, чтобы убедиться, что расход и напор насоса соответствуют требуемым техническим характеристикам.Типичная кривая характеристики центробежного насоса показана на рисунке 11.

С характеристикой насоса связано несколько терминов, которые необходимо определить. Напор отсечки — это максимальный напор, который может развить центробежный насос, работающий на заданной частоте вращения. Выбег насоса — это максимальный расход, который может развиться центробежным насосом без повреждения насоса. Центробежные насосы должны быть спроектированы и эксплуатироваться таким образом, чтобы они были защищены от условий выбега насоса или работы при запорном напоре.Дополнительную информацию можно найти в справочнике по термодинамике, теплопередаче и потоку жидкости.

Рис. 11 Кривая характеристик центробежного насоса

Защита центробежного насоса

Центробежный насос работает без потока, например, с закрытым нагнетательным клапаном или запорным клапаном. Если нагнетательный клапан закрыт и для насоса нет другого пути потока, крыльчатка будет взбивать тот же объем воды, который вращается в корпусе насоса.Это повысит температуру жидкости (из-за трения) в корпусе насоса до такой степени, что она испарится. Пары могут прерывать поток охлаждающей жидкости к уплотнению и подшипникам насоса, вызывая их чрезмерный износ и нагрев. Если насос будет работать в таком состоянии в течение значительного времени, он выйдет из строя.

Если центробежный насос установлен в системе, в которой он может подвергаться периодическому отключению напора, необходимо предусмотреть некоторые средства защиты насоса.Одним из способов защиты насоса от холостого хода является установка линии рециркуляции от линии нагнетания насоса до нагнетательного клапана обратно к источнику питания насоса. Размер линии рециркуляции должен обеспечивать достаточный поток через насос, чтобы предотвратить перегрев и повреждение насоса. Защита также может быть обеспечена за счет использования автоматического устройства управления потоком.

Центробежные насосы также должны быть защищены от биения. Биение может привести к кавитации, а также к перегреву двигателя насоса из-за чрезмерных токов.Один из способов обеспечить постоянное адекватное сопротивление потоку на выходе из насоса для предотвращения избыточного потока через насос состоит в том, чтобы разместить отверстие или дроссельный клапан сразу после нагнетания насоса. Правильно спроектированные системы трубопроводов очень важны для защиты от биения.

Связывание газа

Связывание газа центробежного насоса — это состояние, при котором корпус насоса заполнен газами или парами до такой степени, что крыльчатка больше не может контактировать с достаточным количеством жидкости для правильной работы.Рабочее колесо вращается в газовом пузыре, но не может нагнетать жидкость через насос. Это может привести к проблемам с охлаждением уплотнений и подшипников насоса.

Центробежные насосы сконструированы таким образом, что их корпуса насосов полностью заполняются жидкостью во время работы насоса. Большинство центробежных насосов все еще могут работать, когда небольшое количество газа скапливается в корпусе насоса, но насосы в системах, содержащих растворенные газы, которые не предназначены для самовентиляции, должны периодически удаляться вручную, чтобы гарантировать, что газы не накапливаются в насосе. кожух.

Всасывающие центробежные насосы

Большинство центробежных насосов не являются самовсасывающими. Другими словами, корпус насоса должен быть заполнен жидкостью перед запуском насоса, иначе насос не сможет работать. Если корпус насоса заполняется парами или газами, крыльчатка насоса становится связанной с газом и перестает работать. Чтобы центробежный насос оставался заполненным и не связывался с газом, большинство центробежных насосов располагают ниже уровня источника, из которого насос должен всасывать.Тот же эффект можно получить, подавая жидкость на всасывание насоса под давлением другого насоса, установленного на всасывающей линии.

Резюме

Важная информация в этой главе приведена ниже.

  • Есть три признака кавитации в центробежном насосе.
    • Шум
    • Слушание
    • Флуктуационные разряды Давление и поток
    • Флуктуационный насос Ток двигателя
    • Этап, которые можно принимать для остановки кавитации насоса, включают в себя:
    • Увеличение давления на всасывании насоса.
    • Уменьшите температуру перекачиваемой жидкости.
    • Уменьшить потери напора во всасывающем трубопроводе насоса.
    • Уменьшите скорость потока через насос.
    • Уменьшите скорость вращения крыльчатки насоса.
  • Три эффекты кавитации насоса:
  • деградированный насос производительности
  • Избыточный насос вибрация
  • Ущерб для рабочего колеса насоса, подшипники, носить кольца и уплотнения
  • , чтобы избежать кавитации насоса, Доступный чистый положительный напор на всасывании должен быть больше требуемого чистого положительного напора на всасывании.
  • Чистый положительный кавитационный запас представляет собой разницу между давлением всасывания насоса и давлением насыщения перекачиваемой жидкости.
  • Кавитация – это процесс образования и последующего схлопывания пузырьков пара в насосе.
  • Газовое заедание центробежного насоса — это состояние, при котором корпус насоса заполнен газами или парами до такой степени, что рабочее колесо больше не может контактировать с достаточным количеством жидкости для правильной работы.
  • Напор отсечки – это максимальный напор, который может развить центробежный насос, работающий на заданной частоте вращения.
  • Выбег насоса — это максимальный расход, который может развить центробежный насос без повреждения насоса.
  • Чем больше напор, с которым работает центробежный насос, тем ниже расход через насос.
  • Зависимость между подачей насоса и напором показана на характеристической кривой насоса.
  • Центробежные насосы защищены от холостого хода за счет обеспечения рециркуляции от нагнетания насоса обратно к источнику питания насоса.
  • Центробежные насосы защищены от биения за счет размещения диафрагмы или дроссельного клапана непосредственно после нагнетания насоса и правильной конструкции системы трубопроводов.

Введение

Объемный насос — это насос, в котором за каждый цикл работы насоса подается определенный объем жидкости.Этот объем является постоянным независимо от сопротивления потоку, оказываемого системой, в которой находится насос, при условии, что мощность силового агрегата, приводящего насос в действие, или пределы прочности компонентов насоса не превышены. Нагнетательный насос подает жидкость отдельными объемами без подачи между ними, хотя насос с несколькими камерами может иметь перекрывающуюся подачу между отдельными камерами, что сводит к минимуму этот эффект. Насос прямого вытеснения отличается от центробежных насосов, которые обеспечивают непрерывный поток при любой заданной скорости насоса и сопротивлении нагнетания.

Нагнетательные насосы можно разделить на три основные категории в зависимости от их конструкции и принципа действия. Эти три группы представляют собой поршневые насосы, роторные насосы и диафрагменные насосы.

Принцип работы

Все объемные насосы работают по одному основному принципу. Этот принцип легче всего продемонстрировать, рассмотрев поршневой объемный насос, состоящий из одного возвратно-поступательного поршня в цилиндре с одним всасывающим и одним нагнетательным портами, как показано на рисунке 12.Обратные клапаны на всасывающем и нагнетательном патрубках пропускают поток только в одном направлении.

Рисунок 12. Работа поршневого насоса прямого вытеснения

Во время такта всасывания поршень перемещается влево, вызывая срабатывание обратного клапана на всасывании. резервуар. Во время такта нагнетания поршень перемещается вправо, закрывая обратный клапан на линии всасывания и открывая обратный клапан на линии нагнетания.Объем жидкости, перемещаемой насосом за один цикл (один такт всасывания и один такт нагнетания), равен изменению объема жидкости в цилиндре при перемещении поршня из крайнего левого положения в крайнее правое положение.

Поршневые насосы

Поршневые объемные насосы обычно делятся на четыре категории: прямого действия или косвенного действия; симплекс или дуплекс; одностороннего или двустороннего действия; и силовые насосы.

Насосы прямого и непрямого действия

Некоторые поршневые насосы приводятся в действие первичными двигателями, которые также имеют возвратно-поступательное движение, например поршневой насос, приводимый в действие поршневым паровым поршнем.Шток парового поршня может быть непосредственно соединен с жидкостным поршнем насоса или опосредованно соединен с балкой или рычажным механизмом. Насосы прямого действия имеют поршень на жидкостной (насосной) стороне, который приводится в движение непосредственно штоком насоса (также штоком поршня или его удлинением) и несет поршень силовой части. Насосы непрямого действия приводятся в действие с помощью балки или рычажного механизма, соединенного со штоком силового поршня отдельного поршневого двигателя и приводимого в действие им.

Симплексные и дуплексные насосы

Симплексный насос, иногда называемый одиночным насосом, представляет собой насос с одним жидкостным (насосным) цилиндром.Сдвоенный насос представляет собой эквивалент двух симплексных насосов, установленных рядом на одном фундаменте.

Привод поршней сдвоенного насоса устроен таким образом, что когда один поршень движется вверх, другой поршень движется вниз, и наоборот. Такое расположение удваивает производительность дуплексного насоса по сравнению с симплексным насосом аналогичной конструкции.

Насосы одностороннего и двустороннего действия

Насос одностороннего действия — это насос, который всасывает, наполняя цилиндр насоса во время хода только в одном направлении, называемом ходом всасывания, а затем вытесняет жидкость из цилиндра на обратном ходе, называемом тактом нагнетания.Насос двойного действия — это насос, который, заполняя один конец цилиндра с жидкостью, выпускает жидкость из другого конца цилиндра. При обратном ходе только что опустошенный конец цилиндра заполняется, а только что заполненный конец опорожняется. Одна из возможных компоновок насосов одностороннего и двустороннего действия показана на рис. 13.

Силовые насосы

Силовые насосы преобразуют вращательное движение в низкоскоростное возвратно-поступательное движение с помощью редуктора, коленчатого вала, шатунов и крейцкопфов.Плунжеры или поршни приводятся в движение крейцкопфами. Конструкция штока и поршня, аналогичная дуплексным паровым насосам двойного действия, используется в нагнетательных частях агрегатов низкого давления с большей производительностью. Блоки более высокого давления обычно представляют собой плунжеры одностороннего действия и обычно используют три (триплексных) плунжера. Три и более плунжера существенно снижают пульсации потока по сравнению с симплексными и даже дуплексными насосами.

Рис. 13 Насосы одностороннего и двустороннего действия

Мощные насосы обычно имеют высокий КПД и способны развивать очень высокое давление.Рис. 13 Насосы одностороннего и двустороннего действия Они могут приводиться в действие либо электродвигателями, либо турбинами. Это относительно дорогие насосы, и их редко можно оправдать эффективностью по сравнению с центробежными насосами. Однако они часто оправданы по сравнению с паровыми поршневыми насосами, где требуется непрерывная работа из-за высоких требований к пару паровых насосов прямого действия.

Как правило, эффективный расход поршневых насосов уменьшается по мере увеличения вязкости перекачиваемой жидкости, поскольку скорость насоса должна быть уменьшена.В отличие от центробежных насосов перепад давления, создаваемый поршневыми насосами, не зависит от плотности жидкости. Она полностью зависит от величины силы, действующей на поршень. Для получения дополнительной информации о вязкости, плотности и теории объемного насоса обратитесь к справочнику по термодинамике, теплопередаче и потоку жидкости.

Роторные насосы

Роторные насосы работают по принципу, при котором вращающаяся лопасть, винт или шестерня улавливают жидкость на стороне всасывания корпуса насоса и нагнетают ее на сторону нагнетания корпуса.Эти насосы в основном самовсасывающие из-за их способности удалять воздух из всасывающих линий и создавать большую высоту всасывания. В насосах, предназначенных для систем, требующих высокой высоты всасывания и самовсасывания, важно, чтобы все зазоры между вращающимися частями, а также между вращающимися и неподвижными частями были сведены к минимуму, чтобы уменьшить проскальзывание. Проскальзывание – это просачивание жидкости из нагнетания насоса обратно в его всасывание.

Из-за малых зазоров в роторных насосах необходимо эксплуатировать эти насосы на относительно низкой скорости, чтобы обеспечить надежную работу и поддерживать производительность насоса в течение длительного периода времени.В противном случае эрозионное воздействие из-за высоких скоростей жидкости, проходящей через узкие зазоры, вскоре вызовет чрезмерный износ и увеличение зазоров, что приведет к проскальзыванию.

Существует много типов роторных насосов прямого вытеснения, и они обычно группируются в три основные категории, которые включают шестеренные насосы, винтовые насосы и лопастные насосы.

Простой шестеренный насос

Рис. 14 Простой шестеренный насос

Существует несколько вариантов шестеренных насосов.Простой шестеренчатый насос, показанный на рис. 14, состоит из двух прямозубых шестерен, сцепленных вместе и вращающихся в противоположных направлениях внутри корпуса. Между корпусом и торцами шестерни и краями зубьев существует зазор всего в несколько тысячных дюйма. Любая жидкость, которая заполняет пространство, ограниченное двумя последовательными зубьями шестерни и корпусом, должна следовать вместе с зубьями при их вращении. Когда зубья шестерни входят в зацепление с зубьями другой шестерни, пространство между зубьями уменьшается, и захваченная жидкость вытесняется из нагнетательного патрубка насоса.Когда шестерни вращаются и зубья выходят из зацепления, пространство на стороне всасывания насоса снова открывается, захватывая новые количества жидкости и перенося ее вокруг корпуса насоса к нагнетанию. По мере того, как жидкость уносится со стороны всасывания, создается более низкое давление, которое всасывает жидкость через линию всасывания.

Благодаря большому количеству зубьев, обычно используемых на шестернях, выпуск является относительно плавным и непрерывным, при этом небольшие количества жидкости подаются в линию выпуска в быстрой последовательности.Если конструкция выполнена с меньшим количеством зубьев, расстояние между зубьями больше, и мощность увеличивается для данной скорости; однако тенденция к пульсирующему разряду возрастает. Во всех простых шестеренчатых насосах мощность подается на вал одной из шестерен, которая передает мощность на ведомую шестерню через зацепление зубьев.

В шестеренчатом насосе нет клапанов, вызывающих потери на трение, как в поршневом насосе. В отличие от центробежного насоса, не требуются высокие скорости вращения рабочего колеса с соответствующими потерями на трение.Таким образом, шестеренчатый насос хорошо подходит для работы с вязкими жидкостями, такими как топливо и смазочные масла.

Другие шестеренчатые насосы

Рис. 15 Типы шестерен, используемых в насосах

В шестеренчатых насосах используются два типа шестерен в дополнение к простой цилиндрической шестерне. Одним из видов является косозубая передача. Спираль — это кривая, возникающая при движении прямой линии вверх или вниз по поверхности цилиндра. Другой тип — зубчатая передача. Шестерня-елочка состоит из двух спиралей, закручивающихся в разные стороны от центра шестерни.Цилиндрические, косозубые и зубчатые колеса показаны на рис. 15.

Насос с косозубым зацеплением имеет преимущества перед простым цилиндрическим зубчатым колесом. В цилиндрическом зубчатом колесе зубья шестерни входят в зацепление по всей длине одновременно. В косозубой передаче точка зацепления перемещается по длине зуба шестерни при вращении шестерни. Благодаря этому винтовая шестерня работает с более стабильным давлением нагнетания и меньшими пульсациями, чем насос с цилиндрической шестерней. №

Шестеренчатый насос типа «елочка» также является модификацией простого шестеренчатого насоса.Его принципиальное отличие в работе от простого цилиндрического шестеренчатого насоса заключается в том, что заостренная центральная часть пространства между двумя зубьями начинает опорожняться до того, как расходящиеся внешние концы предшествующего пространства полностью опорожняются. Это перекрытие имеет тенденцию обеспечивать более стабильное давление нагнетания. Передача мощности от ведущей к ведомой шестерне также более плавная и тихая.

Кулачковый насос

Рис. 16 Кулачковый насос

Кулачковый насос, показанный на Рис. 16, представляет собой еще один вариант простого шестеренчатого насоса.Он считается простым шестеренчатым насосом, имеющим только два или три зуба на ротор; в остальном его действие или объяснение функции его частей ничем не отличается. Кулачковые насосы некоторых конструкций снабжены сменными клиньями, т. е. тонкими пластинами, установленными в канавках на концах каждого кулачка, где они соприкасаются с корпусом. Удлинитель способствует герметичности и поглощает радиальный износ.

Винтовой объемный роторный насос

Существует множество вариантов конструкции винтового объемного роторного насоса.Основные различия заключаются в количестве задействованных сцепляющихся винтов, шаге винтов и общем направлении потока жидкости. Двумя распространенными конструкциями являются двухвинтовой двухпоточный насос с малым шагом и трехвинтовой двухпоточный насос с высоким шагом.

Двухвинтовой винтовой насос с малым шагом

Двухвинтовой винтовой насос с малым шагом состоит из двух винтов, зацепляющихся с малым зазором и установленных на двух параллельных валах. У одного винта правая резьба, у другого винта левая резьба.Один вал является ведущим валом и приводит в движение другой вал через набор шевронных зубчатых колес. Шестерни служат для поддержания зазоров между винтами при их вращении и обеспечения бесшумной работы. Винты вращаются в плотно прилегающих дуплексных цилиндрах с перекрывающимися отверстиями. Все зазоры малы, но фактического контакта между двумя винтами или между винтами и стенками цилиндра нет.

Рисунок 17 Двухвинтовой винтовой насос с малым шагом

Полная сборка и обычный поток Рисунок 18 Схема трехвинтового винтового насоса с большим шагом показана на Рисунке 17.Жидкость задерживается на внешнем конце каждой пары винтов. Когда первое пространство между витками резьбы отклоняется от противоположного винта, однооборотное спиралевидное количество жидкости заключено, когда конец винта снова входит в зацепление с противоположным винтом. По мере того, как винт продолжает вращаться, захваченные спиральные витки жидкости скользят по цилиндру к центральному выпускному пространству, в то время как происходит захват следующей порции. Каждый винт работает одинаково, и каждая пара винтов выпускает равное количество жидкости противоположными потоками к центру, тем самым устраняя гидравлическую нагрузку.Удаление жидкости из всасывающей стороны винтами приводит к снижению давления, в результате чего жидкость проходит через всасывающую линию.

Трехвинтовой винтовой насос с большим шагом

Рис. 18 Винтовой насос с большим шагом, трехвинтовой

Трехвинтовой винтовой насос с высоким шагом, показанный на Рис. 18, имеет много общего элементы, такие как двухвинтовой, низкошаговый, винтовой насос, и их операции аналогичны. Используются три винта с противоположной резьбой на каждом конце. Они вращаются в тройном цилиндре, два внешних отверстия которого перекрывают центральное отверстие.Шаг винтов намного выше, чем у винтового насоса с малым шагом; поэтому центральный винт или приводной ротор используется для привода двух внешних промежуточных роторов напрямую без внешних зубчатых передач. Опорные подшипники в основании поддерживают вес роторов и сохраняют их осевое положение. Перекачиваемая жидкость поступает во всасывающее отверстие, течет по каналам вокруг корпуса ротора и через винты с каждого конца противоположными потоками к центральному выпуску. Это устраняет неуравновешенную гидравлическую тягу.Винтовой насос используется для перекачки вязких жидкостей, обычно смазочных, гидравлических или топливных масел.

Роторный лопастной насос

Роторно-лопастной насос, показанный на рис. 19, представляет собой еще один тип используемого объемного насоса. Насос состоит из цилиндрического корпуса с всасывающим патрубком с одной стороны и нагнетательным патрубком с другой. Ротор цилиндрической формы, диаметр которого меньше диаметра цилиндра, вращается вокруг оси, расположенной над центральной линией цилиндра.Зазор между ротором и цилиндром мал в верхней части, но увеличивается в нижней части. Ротор имеет лопасти, которые перемещаются внутрь и наружу при вращении, чтобы поддерживать герметичные пространства между ротором и стенкой цилиндра. Лопасти улавливают жидкость или газ на стороне всасывания и переносят их на сторону нагнетания, где сужение пространства вытесняет их через линию нагнетания. Лопасти могут качаться на шарнирах или скользить в пазах ротора.

Рисунок 19 Роторный лопастной насос

Мембранные насосы

Мембранные насосы также классифицируются как объемные насосы, поскольку диафрагма действует как поршень ограниченного рабочего объема.Насос будет функционировать, когда диафрагма приводится в возвратно-поступательное движение механической связью, сжатым воздухом или жидкостью из пульсирующего внешнего источника. Конструкция насоса исключает любой контакт между перекачиваемой жидкостью и источником энергии. Это исключает возможность утечки, что важно при работе с токсичными или очень дорогими жидкостями. Недостатки включают ограниченный диапазон напора и производительности, а также необходимость обратных клапанов на всасывающем и нагнетательном патрубках. Пример диафрагменного насоса показан на рисунке 20.

Рисунок 20 Диафрагменный насос

Характеристические кривые объемного насоса

Рисунок 21 Характеристическая кривая объемного насоса

Объемные насосы подают определенный объем жидкости объемного насоса с характеристической кривой для каждого цикла работы насоса. Таким образом, единственным фактором, влияющим на скорость потока в идеальном поршневом насосе, является скорость, с которой он работает. Сопротивление потоку системы, в которой работает насос, не влияет на скорость потока через насос.На рис. 21 показана характеристическая кривая объемного насоса.

Пунктирная линия на рис. 21 показывает фактическую производительность поршневого насоса. Эта линия отражает тот факт, что по мере увеличения давления нагнетания насоса некоторое количество жидкости будет просачиваться из нагнетания насоса обратно на всасывание насоса, снижая эффективный расход насоса. Скорость, с которой жидкость перетекает от нагнетания насоса к его всасыванию, называется проскальзыванием.

Защита поршневых насосов

Нагнетательные насосы обычно оснащены предохранительными клапанами на входной стороне их нагнетательных клапанов для защиты насоса и его нагнетательного трубопровода от избыточного давления.Объемные насосы нагнетаются при давлении, требуемом системой, которую они снабжают. Предохранительный клапан предотвращает повреждение системы и насоса, если нагнетательный клапан насоса закрывается во время работы насоса или если происходит какое-либо другое событие, например, засорение сетчатого фильтра блокирует поток системы.

Резюме

Важная информация в этой главе приведена ниже.

  • Расход, подаваемый центробежным насосом за один оборот рабочего колеса, зависит от напора, с которым работает насос.Насос прямого вытеснения подает определенный объем жидкости для каждого цикла работы насоса независимо от напора, с которым работает насос.
  • Объемные насосы можно классифицировать следующим образом:
  • Поршневой поршневой насос
  • Шестеренчатый роторный насос
  • Кулачковый насос Мембранный насос
  • По мере увеличения вязкости жидкости максимальная скорость, при которой может нормально работать поршневой объемный насос, уменьшается.Следовательно, по мере увеличения вязкости максимальная скорость потока через насос уменьшается.
  • Характеристическая кривая объемного насоса, работающего с определенной скоростью, представляет собой вертикальную линию на графике зависимости напора от подачи.
  • Проскальзывание – это скорость, с которой жидкость просачивается из нагнетания насоса обратно на всасывание насоса.
  • Поршневые насосы защищены от избыточного давления предохранительным клапаном на входной стороне нагнетательного клапана насоса.

Условия на входе

Для обеспечения бесперебойной работы центробежного насоса  поток на подходе к рабочему колесу должен быть без помех и равномерным

При передаче энергии от лопастей к перекачиваемой жидкости  основанный на центробежном эффекте в случае низкоскоростных насосов с радиальным потоком , он осуществляется за счет отклонения потока на лопастях в случае высокоскоростных пропеллерных насосов. По этой причине насосы с более высокими удельными скоростями  более подвержены возмущениям в подающем потоке, чем насосы с более низкими удельными скоростями.

В зависимости от типа крыльчатки условия для бесшумного подвода потока различаются и должны строго соблюдаться. Тремя основными критериями являются отсутствие завихрения, равномерное распределение скорости и отсутствие завихрений

Отсутствие завихрения

Завихрение (см.  Вихревой поток ) на входе в рабочее колесо представляет собой нарушение идеального потока на подходе к рабочему колесу   напора или улучшения характеристик всасывания насоса (см. Индуктор ) Вихревые течения на входном сечении насоса в большинстве случаев являются результатом асимметрии на входе (поток с поперечным подходом, поток через колено, асимметричный , разделение потока ) или всасывающая рециркуляция (см. Режим работы ).

Если направление тангенциальных компонентов на входном сечении насоса совпадает с направлением вращения насоса , завихритель вращается в том же направлении. По мере увеличения завихрения в том же направлении вращения, что и у насоса (т. е. увеличения тангенциальных составляющих вихревого потока), напор, потребляемая мощность насоса и КПД  будут уменьшаться при постоянном расходе Причина заключается в уменьшении отклонения лопатками рабочего колеса   по сравнению с их расчетной точкой.

Если завихрение в направлении, противоположном направлению вращения насоса, увеличивается, напор будет увеличиваться при постоянном расходе до точки, при которой лопасти будут перегружены (разделение потока на стороне всасывания лопасти, механические вибрации ). Однако эффективность насоса будет падать быстрее, чем в случае завихрения в том же направлении вращения. В случае завихрения в противоположном направлении результирующая дополнительная потребляемая мощность насоса
может привести к перегрузке привода .

Фактор возмущения «вихрь» в подходящем потоке устанавливается путем измерения скорости потока как по величине, так и по направлению, с использованием зондов, нагревательной проволоки или лазерного измерительного оборудования или (что часто используется при моделировании) ротаметра, т.е. контролируемое крыльчатое колесо размером с рабочее колесо, установленное во всасывающем патрубке .  

Завихрение также можно определить с помощью анализа CFD  .

Сотовые выпрямители потока представляют собой лучшее решение для уменьшения существующих вихревых компонентов, но также эффективны простые диффузорные пластины в виде перегородок, крестообразные выпрямители потока и расположенные по центру продольные перегородки (расщепители). См. рис. 1–3. Условия на входе

На основании испытаний насосов, оборудованных предзавихрителем (удельная скорость ns от 70 до 200 об/мин), тангенциальные составляющие скорости потока на внешней кромке всасывающего патрубка, составляющие до менее 7 % соответствующих осевых компонентов не представляют серьезного нарушения.
Это соответствует углу закрутки ок. 4 степени.

Вышеуказанная процентная ставка должна быть уменьшена в случае насосов со скоростью вращения выше 200 об/мин в связи с необходимостью более строгого соблюдения условий на входе.

Полного отсутствия завихрений на входе в насос добиться практически невозможно.

Равномерное распределение скорости 

При проектировании рабочего колеса насоса обычно предполагается равномерное распределение скорости в цилиндрической части всасывающей линии. Под этим понимаются все профили осевых скоростей потока между прямоугольным профилем и профилем для полностью развитого турбулентного потока  в трубе.

Искажения равномерного распределения скоростей в основном возникают при обтекании препятствий (впадинах следа), а также при любых формах отклонения и отрыва потока.
См. рис. 2 Впускной патрубок

Чем больше отклонение от равномерного распределения скорости, тем меньше вероятность того, что насос сможет достичь требуемых рабочих характеристик, поскольку отдельные лопасти подвергаются воздействию приближающегося потока в условиях низкого расхода и перегрузки в область искажения скорости.

Если неравномерность распределения скоростей не является осесимметричной, то в результате переходного потока вдоль лопастей возникнут механические вибрации.

Препятствия в виде экранов или перфорированных пластин, расположенных равномерно по сечению потока, прямого участка трубопровода

или значительное ускорение через сопло соответствующей длины окажут стабилизирующее влияние на искаженное распределение скоростей.

Если такие устройства вызывают падение NPSH  системы (NPSHa) до недопустимого уровня, повышая вероятность кавитации , единственным эффективным (но часто очень дорогим) средством является улучшение гидравлических характеристик впускной камеры.Расширение воздухозаборного пространства приводит к более низким пикам скорости, а его удлинение уменьшает депрессию следа. Следует избегать отклонений и обтекания препятствий или сводить к минимуму их последствия.

Вращательно-симметричные отклонения осевой скорости от средней объемной более чем на ±10 10 % и невращательно симметричные отклонения локальной осевой скорости на круговом участке более чем на ± 5 5 % обычно считаются недопустимыми. Однако отклонения порядка ± 5 % в случае насосов с очень высокой удельной частотой вращения (ns > 200 об/мин) уже могут оказаться неприемлемо высокими.

Отсутствие вихрей

Вихри развиваются в сдвиговых течениях и в местах с большими градиентами профиля скорости. Они могут возникать в набегающем потоке в результате отрыва потока, торможения, ускорения, ответвления и обтекания установленных конструкций. Различают поверхностные и подводные вихри; более подробно различные вихри представлены в классификации по Хеккеру. Пар и газ могут развиваться в ядре вихря при достаточно высокой скорости вращения. См. рис. 4 Условия на входе

Вихри, достигающие входа насоса, ухудшают рабочие характеристики насоса и его рабочие характеристики. Они включают, но не ограничиваются Unbenannt-15 1 28.09.15 14:54 воздухововлекающие поверхностные вихри и заполненные воздухом/газом подводные вихри.

Завихрение может привести к изменению мощности , производительности, напора и расхода. Вихри часто носят кратковременный характер и в результате колебаний производительности насоса могут в некоторых случаях быть причиной повышенных значений вибрации и шума, которые связаны с механической нагрузкой на рабочее колесо или лопасти рабочего колеса.Содержание воздуха и газа в вихрях дополнительно приводит к снижению производительности и эффективности. №

Важнейшей предпосылкой непрерывной бесперебойной работы насоса является предотвращение образования вовлекающих воздух вихрей и погруженных вихрей, содержащих воздух/газ. По этой причине поверхностные вихри 3-го типа и подводные вихри 2-го и 3-го типов (по Хеккеру) неприемлемы для практических приложений. Могут быть приняты различные меры для предотвращения воздухововлекающих всасывающих вихрей  (см. Впускная камера ).

Меры по предотвращению образования вихрей

  • Улучшение подводящего потока во избежание вращения и градиентов профиля скорости
  • Увеличение погружения (h2) См. рис. 3 Условия на входе
  • Установка противовихревых перегородок в зоне всасывания уровней воды, подверженных воздействию воздушных вихрей

Меры по предотвращению затопленных вихрей

  • Улучшение подходного потока для предотвращения вращения и градиенты в профиле скорости
  • Использование входных конусов с перегородками см. рис.1 Впускная камера
  • Воздействие на поток вблизи соответствующих стенок путем установки противовихревых лопаток или аналогичных конструкций

Стандартные впускные колена  

и камеры, оптимизированные в модельных испытаниях, обеспечивают наилучшие условия для приближения потока, который максимально равномерна и безвихревая. См. рис. 3 Условия на входе

В случае насосов, установленных в трубах, входной трубопровод перед насосом не должен иметь конструкций, вызывающих турбулентность.Колена, клапаны и ответвления трубопровода могут привести к недопустимым условиям потока на входе насоса. Следует избегать установки нескольких отводов один за другим и/или асимметрично установленных отводов. Неблагоприятное расположение этих компонентов может серьезно повлиять на рабочие характеристики насоса.

В случае насосов двустороннего входа важно обращать особое внимание на условия на входе. Когда поток, выходящий из колена, асимметричен (из-за несимметричной установки колен), половины рабочего колеса неравномерно подвергаются нагрузке, т.е.е. половинки крыльчатки работают в разных точках нагрузки. В таких случаях отрицательное влияние на значение NPSH насоса (NPSHr), вибрационное поведение и нагрузка на подшипники могут быть гораздо более выраженными, чем влияние на характеристику насоса.

Если в системе нельзя избежать источников помех перед насосом, необходимо стабилизировать входной поток до приемлемого уровня.

Этого можно добиться путем прокладки достаточно длинного прямого отрезка трубопровода (ок.в 5-8 раз больше номинального диаметра DN между насосом и точкой пересечения), колена с большим радиусом, колена с отклоняющими лопатками
См. рис. 3 Входной колено и ускорительные патрубки.

Примеры потока без помех

  • Конструкция приемной камеры морского насоса с индуктором обеспечивает относительно широкий и длинный прием (отклонение при малой скорости потока). Он дополнительно оснащен продольной перегородкой (рассекателем) для предотвращения закручивания более крупных компонентов.См. рис. 1 Условия на входе
  • Безвозмущающий входной поток во всасывающем колене с круглым поперечным сечением может быть достигнут, если в зоне отклонения 90° (колено) скорость потока увеличить до прибл. От 2 до 4 раз превышает расход трубы. См. рис. 2. Условия на входе. См. рис. 2. Условия на входе. Ускорительные колена этого типа также успешно изготавливаются из бетона с переходными сечениями от прямоугольных форм к круглым. См. рис. 6   Насос охлаждающей воды  
  • Рекомендуемые конструкции всасывающей камеры для безвозмущающего подведения потоков к вертикальным насосам показаны на рис.3 Входные условия. Закрытая всасывающая камера с входным конусом и делителем также обеспечивает перекрестные потоки к насосу, например. грамм. аварийное срабатывание при выходе из строя сопутствующих подвижных экранов.

В чем разница между вихрем и центрифугой? — Первый законкомик

В чем разница между вихрем и центрифугой?

Центробежный насос создает давление за счет поддержания жесткого допуска между рабочим колесом и поверхностью износа. Вихревые насосы не требуют регулировки, поскольку они создают вихрь в пространстве между рабочим колесом и поверхностью износа.

Для чего используется вихрь?

Вихревые смесители

— это одна из основных технологий перемешивания лабораторных образцов в пробирках, планшетах с лунками или колбах. Они используют довольно простой механизм для перемешивания образцов и стимулирования реакций или гомогенизации с высокой степенью точности.

Что такое центрифужная система?

Центрифуга — это устройство, использующее центробежную силу для разделения различных компонентов жидкости. Высокоскоростные центрифуги и ультрацентрифуги, способные обеспечить очень высокие ускорения, могут разделять мелкие частицы вплоть до наноразмера и молекулы различной массы.

Подходит ли Vortex для смешивания?

 ; Встряхивание всего содержимого сосуда — это наихудший из возможных способов смешивания для достижения однородности. Вихрь в цилиндрическом контейнере эффективно вызывает твердотельное вращение жидкости, что почти не обеспечивает радиального или вертикального потока, которые необходимы для перемешивания.

Безопасны ли вихревые смесители?

При эксплуатации или работе рядом с вихревым миксером необходимо соблюдать следующие меры предосторожности: • ОСТОРОЖНО; МЕЖДУ ГОЛОВКОЙ ЧАШКИ И КОРПУСОМ СУЩЕСТВУЕТ МЕСТО ЗАЖИМА.Никогда не работайте с устройством без надежно закрепленной встряхивающей головки. Всегда надевайте небьющиеся защитные очки.

Что смешивают с помощью вихревого смесителя?

Вихревые мешалки

в основном используются для перемешивания жидкости в стаканах или небольших флаконах. Само устройство незамысловатое, состоит из электродвигателя с вертикальным приводным валом. Механизм обычно крепится к резиновой чашке, которая слегка разбалансирована.

Можно ли использовать Vortex DNA?

Вортексирование геномной ДНК — плохая идея, это приводит к разрыву нитей ДНК.Если на то пошло, любое механическое давление (например, интенсивное перемешивание и т. д.) увеличивает шансы на то, что вы в конечном итоге получите расщепленную геномную ДНК. Я держу свой раствор гДНК при температуре 4°, чтобы не было проблем с оттаиванием каждый раз, когда он мне нужен.

Что смешивают с помощью вихревого смесителя?

Какие существуют типы центрифуг?

Типы центрифуг и центрифугирования (определение, принцип, применение)

  • Настольная центрифуга.
  • Центрифуга непрерывного действия.
  • Газовая центрифуга.
  • Гематокритная центрифуга.
  • Высокоскоростная центрифуга.
  • Низкоскоростная центрифуга.
  • Микроцентрифуга.
  • Центрифуги с охлаждением.

Где используется центрифугирование?

Центрифугирование – это процесс, при котором смесь разделяется посредством центрифугирования. Он используется для отделения обезжиренного молока от цельного, воды от одежды и клеток крови от плазмы крови.

Какой смеситель используется для смешивания более вязких жидкостей?

Крыльчатки с двойной спиралью Крыльчатка с двойной спиралью обычно используется для смешивания высоковязких жидкостей, работающих в ламинарном режиме потока.Спиральные ленты в этом рабочем колесе предназначены для близкого зазора стены. Они работают на относительно низких скоростях, вращаясь в направлении, создающем движение жидкости вверх вдоль стенки.

Почему при смешивании следует избегать вихря?

При смешивании жидкостей необходимо избегать вращения твердого тела и большого вихря на центральной поверхности. Центральный поверхностный вихрь возникает из-за центробежной силы жидкости, выбрасываемой наружу крыльчаткой. Если вихрь достигает крыльчатки, это может привести к вовлечению воздуха.

Объяснение преимуществ диффузорного насоса по сравнению со спиральным насосом

Пояснение преимуществ диффузорного насоса по сравнению со спиральным насосом.

Принцип работы центробежных насосов основан на подводе энергии к рабочей среде с помощью вращающегося рабочего колеса. Этот процесс, помимо увеличения статического давления, также увеличивает скорость жидкости. Добавленная энергия в виде скорости (или динамического давления) может быть частично преобразована в статическое давление путем надлежащего замедления жидкости.Это часто делается с помощью улитки, которая представляет собой спиральный кожух вокруг рабочего колеса, собирающий и направляющий жидкость к выпускной трубе при постепенном уменьшении ее скорости.

Спиральный корпус насоса сочетает в себе две функции: обеспечение пути гидравлического потока и напорный корпус для жидкости. В диффузорных насосах эти функции разделены на две отдельные части. Корпус (или коллектор) используется для создания границы давления, а преобразование скорости в давление осуществляется с помощью диффузора, который представляет собой кольцо с множеством расходящихся каналов, расположенных вокруг рабочего колеса.Это дает больше ориентиров для замедляющегося потока, что может быть полезно с нескольких точек зрения.

Специально для насосов, предназначенных для работы с относительно низким расходом, диффузорные насосы превосходят по эффективности спиральные насосы. В дополнение к более высокому максимальному КПД, КПД не падает так быстро при работе в условиях частичной нагрузки

Кроме того, диффузорные насосы в основном имеют более высокий подъем напора до отключения (HRTSO) и большую крутизну и стабильность кривой напора, что особенно требуется для насосов, работающих на рынке API и для параллельной работы

Диффузорные насосы

выгодны не только с точки зрения эффективности.Геометрия многоканального диффузора демонстрирует большую осевую симметрию, чем асимметричная спиральная форма. Поскольку эта осевая симметрия также присутствует в распределении давления в поле потока, большая часть радиальных нагрузок компенсируется

Кроме того, благодаря ряду лопастей диффузора, а не одному спиральному язычку, пульсации от проходящих лопастей крыльчатки и другие нестационарные явления потока значительно уменьшаются. Меньшее нестационарное поведение означает меньший уровень вибрации и шума, что особенно заметно при нерасчетных режимах работы.Снижение нагрузки и вибраций, в свою очередь, приводит к увеличению среднего времени между техническим обслуживанием, среднего времени наработки на отказ и снижению минимального непрерывного безопасного расхода. Хотя диффузорные насосы, как правило, дороже, чем их спиральные аналоги, более высокие инвестиции могут быть легко возвращены за счет более длительного жизненного цикла насоса, более низкой стоимости запасных частей и значительного сокращения времени простоя всего процесса.

Еще одно преимущество связано с тем, что диффузор является отдельной частью от корпуса насоса (напорного).Вводится большая гибкость конструкции, поскольку один корпус может соответствовать широкому диапазону геометрий диффузора. Поскольку каналы диффузора механически обработаны, на них не распространяются ограничения процесса литья, как в случае спиральных корпусов. Это также дает возможность изготавливать диффузоры по индивидуальному заказу для каждого заказа, что можно сделать очень быстро. Выполнение этого для улитки было бы почти невыполнимой задачей, поскольку проектирование улитки более сложное, и для каждой отдельной улитки необходимо было бы создавать и хранить шаблоны отливки.Это означает, что спиральные насосы в основном будут компромиссом: из-за ограниченного количества спиральных насосов в диапазоне рабочая точка потребителя будет отклоняться от точки наилучшего КПД насоса. Эту проблему можно обойти с помощью диффузоров. За счет уменьшения диаметра рабочего колеса и создания индивидуальной геометрии диффузора требуемая производительность насоса может быть достигнута там, где точка наилучшего КПД находится именно там, где это необходимо заказчику. Это даже дает возможность дооснащения существующих диффузорных насосов новым рабочим колесом и/или диффузором, чтобы полностью изменить рабочую точку насоса, еще больше увеличивая срок службы насоса.

Центробежные насосы — PetroWiki

Центробежные насосы — наиболее часто используемые насосы с кинетической энергией. Центробежная сила выталкивает жидкость наружу из отверстия рабочего колеса, где она попадает в корпус. Дифференциальный напор можно увеличить, вращая крыльчатку быстрее, используя крыльчатку большего размера или увеличивая количество крыльчаток. Рабочее колесо и перекачиваемая жидкость изолированы снаружи сальниковыми или механическими уплотнениями.Радиальные и упорные подшипники вала ограничивают движение вала и уменьшают трение вращения.

Основные классификации

Центробежные насосы предназначены для:

  • Количество всасываний (одиночное или двойное)
  • Количество рабочих колес (одно-, двух- или многоступенчатых)
  • Выход
  • Рабочие колеса (тип, количество лопастей и т. д.)

Большинство рабочих колес расположены только с одной стороны и называются односторонними.В моделях с высоким расходом используются рабочие колеса, принимающие всасывание с обеих сторон, и они называются конструкциями с двойным всасыванием.

Наверх

Типы крыльчаток

КПД центробежного насоса определяется рабочим колесом. Лопасти предназначены для удовлетворения заданного диапазона условий потока. На рис. 1 показаны основные типы рабочих колес.

  • Рис. 1—Основные типы рабочих колес.

Наверх

Открытые рабочие колеса

Лопасти крепятся к центральной ступице без какой-либо формы, боковой стенки или кожуха и устанавливаются непосредственно на вал.Открытые рабочие колеса конструктивно слабы и требуют более высоких значений NPSHR. Обычно они используются в недорогих насосах малого диаметра и насосах, перекачивающих взвешенные твердые частицы. Они более чувствительны к износу, чем закрытые рабочие колеса, поэтому их эффективность быстро снижается в условиях эрозионной эксплуатации.

Наверх

Частично открытые или полузакрытые рабочие колеса

Крыльчатка этого типа имеет заднюю стенку (кожух), которая служит для придания жесткости лопастям и повышения механической прочности. Они используются в насосах среднего диаметра и с жидкостями, содержащими небольшое количество взвешенных твердых частиц.Они обеспечивают более высокую эффективность и более низкий показатель NPSHR, чем открытые рабочие колеса. Важно, чтобы между лопастями рабочего колеса и корпусом существовал небольшой зазор или зазор. Если зазор слишком большой, произойдет проскальзывание и рециркуляция, что, в свою очередь, приведет к снижению эффективности и положительному накоплению тепла.

Наверх

Закрытые рабочие колеса

Закрытое рабочее колесо имеет заднюю и переднюю стенки для максимальной прочности. Они используются в больших насосах с высоким КПД и низким кавитационным запасом.Они могут работать со взвешенными твердыми частицами без засорения, но будут демонстрировать высокую скорость износа. Рабочее колесо закрытого типа является наиболее широко используемым типом рабочего колеса для центробежных насосов, перекачивающих прозрачные жидкости. Они основаны на компенсационных кольцах с малым зазором на рабочем колесе и на корпусе насоса. Компенсационные кольца отделяют входное давление от давления внутри насоса, уменьшают осевые нагрузки и помогают поддерживать эффективность насоса.

Наверх

Количество рабочих колес

Одноступенчатые насосы

Одноступенчатый центробежный насос, состоящий из одного рабочего колеса, наиболее широко используется в производственных операциях.Они используются в насосных службах малых и средних ТДН. TDH (общий динамический напор) является функцией максимальной скорости рабочего колеса, обычно не превышающей 700 футов/мин. Одноступенчатые насосы могут быть как одинарного, так и двойного всасывания. Одноступенчатая конструкция насоса получила широкое распространение и доказала свою высокую надежность. Однако они имеют более высокие неуравновешенные тяговые и радиальные силы при нерасчетных расходах, чем многоступенчатые конструкции, и имеют ограниченные возможности TDH.

Наверх

Многоступенчатые насосы

Многоступенчатый центробежный насос состоит из двух или более рабочих колес.Они используются в насосных службах средних и высоких TDH. Каждая ступень представляет собой отдельный насос. Все ступени находятся в одном корпусе и установлены на одном валу. На один горизонтальный вал можно установить восемь и более ступеней. Количество ступеней, которые можно установить на вертикальный вал, не ограничено. Каждый этап увеличивает напор примерно на одинаковую величину. Многоступенчатые насосы могут быть как одинарного, так и двойного всасывания на первом рабочем колесе.

Наверх

Осевая нагрузка рабочего колеса

Крыльчатка одинарного всасывания, закрытая или полузакрытая, по своей природе подвержена постоянной осевой нагрузке.Тяга направлена ​​в осевом направлении в сторону всасывания из-за низкого давления, существующего в ушке рабочего колеса во время работы насоса. Эта тяга обрабатывается упорным подшипником. Чем больше TDH и больше диаметр рабочего колеса, тем больше тяга. Чрезмерное усилие приводит к повреждению подшипников и уплотнений.

Тягу можно уменьшить за счет конструкции одноступенчатого рабочего колеса для двойного всасывания. В многоступенчатых насосах тягу можно уменьшить, повернув половину рабочих колес в одном направлении, а половину — в другом.Балансировочные отверстия можно использовать в одноступенчатых насосах одностороннего всасывания. Крыльчатка имеет сердечник на заднем кожухе, что позволяет жидкости под высоким давлением течь обратно к проушине крыльчатки.

Наверх

Рабочее колесо с радиальной нагрузкой

Когда жидкость выходит из верхней части вращающейся крыльчатки, она оказывает равную и противоположную силу на крыльчатку, вал и радиальные подшипники. В точке максимальной эффективности (BEP) сумма всех радиальных сил почти уравновешивает друг друга. При мощностях ниже или выше BEP силы не компенсируются полностью, потому что поток больше не является однородным по периферии рабочего колеса.Радиальные силы могут быть значительными. Радиальные подшипники для тяжелых условий эксплуатации могут потребоваться вместо стандартных изготовителей, если работа насоса значительно отличается от BEP.

Наверх

Удельная скорость насоса

Удельная скорость насоса — это скорость в оборотах в минуту, необходимая для получения расхода 1 галлон/мин при ВДН 1 фут с рабочим колесом, подобным рассматриваемому, но уменьшенного размера. Удельная скорость насоса связывает три основных компонента рабочих характеристик центробежного насоса в один термин.Он используется для сравнения двух центробежных насосов, которые геометрически подобны. Удельная скорость насоса может быть рассчитана из

…………….(1)

где

N с = удельная скорость насоса

N = частота вращения насоса

q = мощность насоса

H td ′ = TDH на ступень на BEP.

Удельная скорость насоса всегда рассчитывается в точке максимальной эффективности насоса. Число используется для характеристики производительности насоса в зависимости от его параметров потока.Обычно желательно выбирать рабочее колесо с наибольшей удельной скоростью (наименьший диаметр). Это может быть компенсировано более высокими эксплуатационными расходами, связанными с более высокими скоростями и большей подверженностью кавитационным повреждениям.

Крыльчатки с низкой удельной частотой вращения (от 500 до 4000). Рабочие колеса с радиальным потоком обычно имеют низкие удельные скорости. Радиальные рабочие колеса имеют узкий диаметр и относительно большой диаметр и рассчитаны на высокие значения TDH и низкую пропускную способность. Перекачиваемая жидкость совершает поворот на 90° от входа к выходу рабочего колеса.

Крыльчатки со средними удельными скоростями (от 4 000 до 10 000). Рабочие колеса смешанного типа обычно имеют средние удельные скорости, а их диаметр шире и меньше, чем у рабочих колес с радиальным потоком. Они демонстрируют средний TDH и средний расход. Обычно они используются в вертикальных многоступенчатых насосах и скважинных электрических погружных насосах, для которых требуется малый диаметр.

Крыльчатки с высокими скоростями вращения (от 10 000 до 16 000). Осевые рабочие колеса обычно имеют высокие удельные скорости.В этих рабочих колесах направление потока жидкости остается параллельным оси вала насоса. Осевые рабочие колеса используются для приложений с высоким расходом и низким TDH. Чаще всего они используются для орошения водой, борьбы с наводнениями, гидроаккумулирующих электростанций и в качестве судовых крыльчаток.

Наверх

Кривые производительности насоса

Когда производитель насосов разрабатывает новый насос, новый насос проверяется на работоспособность в контролируемых условиях. Результаты наносятся на график, чтобы показать скорость потока в зависимости от скорости потока.напор, КПД и потребляемая мощность. Эти графики известны как кривые производительности. Ожидается, что в аналогичных условиях эксплуатации установленный насос будет демонстрировать такие же рабочие характеристики, как показано на рабочих кривых. Если этого не происходит, это означает, что что-то не так с системой и/или насосом. Сравнение фактической производительности насоса с кривыми номинальной производительности может помочь определить неисправность насоса.

Наверх

Кривая производительности

Форма и скорость рабочего колеса являются основными факторами, определяющими производительность насоса. На рис. 2 показана обобщенная кривая для центробежного насоса. Требования к напору, кавитационному насосу, КПД, лошадиным силам и мощности торможения (BHP) зависят от скорости потока. TDH максимален при нулевой производительности (запорный напор), а затем падает с увеличением расхода. Кривая мощности начинается с некоторого небольшого значения при нулевом расходе, умеренно увеличивается до максимальной точки, а затем слегка сужается. Кривая КПД насоса начинается с нуля, быстро увеличивается по мере увеличения расхода, выравнивается при BEP и затем снижается.NPSHR является конечной величиной при нулевом расходе и увеличивается пропорционально квадрату увеличения расхода.

  • Рис. 2—Характеристическая кривая производительности насоса.

Наверх

Параметры кривой

Лучше всего эксплуатировать насос на BEP, но обычно это невозможно. В качестве альтернативы насос должен работать только в области кривой, ближайшей к BEP, и только в умеренно наклонной части кривой напора.Работа на плоских или крутых участках кривой приводит к потере энергии и нестабильности управления потоком. Насосы, работающие на уровне BEP или близком к нему, работают более плавно и имеют больший срок службы. Каждый раз, когда фактический расход падает ниже 50 % от BEP-расхода, имеет смысл проконсультироваться с производителем, поскольку прогиб вала может резко увеличиться (особенно в случае одноступенчатых насосов с консольной конструкцией), что может привести к увеличению затрат на техническое обслуживание и неудачи.

Наверх

Параллельные насосы

Рис.3 показана форма кривой зависимости TDH от производительности, когда идентичные насосы работают параллельно и последовательно. Параллельная работа происходит, когда несколько насосов подключены к одним и тем же линиям всасывания и нагнетания. Суммарный расход представляет собой сумму потоков отдельных насосов в TDH. В большинстве случаев кривые напора параллельных насосов одинаковы или почти одинаковы. Нет необходимости в том, чтобы кривые были одинаковыми, если каждый насос, работающий параллельно, может обеспечить желаемую TDH.

  • Рис. 3—Кривая напора при параллельной и последовательной работе насосов.

Все центробежные насосы, производящие нагнетание в приподнятую или находящуюся под давлением емкость, а также все центробежные насосы, работающие параллельно, должны иметь обратные клапаны на случай остановки насоса, чтобы насос не вращался в обратном направлении. (Опасность заключается в срезании вала при попытке перезапуска.)

Размер привода следует выбирать таким образом, чтобы не возникала перегрузка ни в одной точке всей характеристики насоса.В нагнетательной линии каждого насоса должны быть предусмотрены расходомеры или расходомеры для проверки расхода. Всасывающий и нагнетательный трубопроводы должны располагаться по возможности симметрично, чтобы все насосы имели одинаковый NPSHA.

Наверх

Серийная работа

Работа серии

используется, когда один насос не может развить требуемую общую TDH. Он также используется, когда низкий NPSHR используется для питания более крупного насоса, для которого требуется NPSHR, который не может быть обеспечен из атмосферного резервуара или сосуда, работающего при его температуре насыщения.При последовательной работе общий напор представляет собой сумму TDH отдельных насосов при одном и том же расходе.

Наверх

Кривые головки системы

Кривая напора системы представляет собой графическое представление TDH, которое должен обеспечить насос, в зависимости от расхода через систему трубопроводов. Он состоит из постоянной (статической) и возрастающей (переменной) частей. На рис. 4 показан пример типичной кривой напора системы.

  • Рис.4—Пример типичной кривой напора системы.

Постоянная часть представляет собой разницу статических напоров между всасыванием и нагнетанием при нулевом расходе и равна

…………….(2)

Переменная часть представляет собой напор, необходимый для преодоления трения в результате потока. Он изменяется пропорционально квадрату потока и равен

…………….(3)

где

p f1 = падение давления в результате трения во всасывающем трубопроводе

p f2 = падение давления из-за трения в нагнетательном трубопроводе

P c = потери в выпускном клапане управления потоком.

Наверх

Регулировка расхода

Необычно, чтобы система работала с одним фиксированным расходом. Насос будет подавать только такую ​​производительность, которая соответствует пересечению кривых производительности TDH и напора системы. Для изменения емкости необходимо изменить форму одной или обеих кривых. Форму кривой напор-производительность можно изменить, изменив скорость насоса или диаметр рабочего колеса. Форма кривой напора системы может быть изменена с помощью дроссельного клапана обратного давления (см. Клапаны обратного давления на этой странице).

Последствия работы со значительно сниженной мощностью могут привести к:

  • Эксплуатация на уровне, значительно ниже BEP
  • Более высокое потребление энергии на единицу мощности
  • Высокие нагрузки на подшипники
  • Повышение температуры
  • Внутренняя циркуляция

Эти результаты могут быть сведены к минимуму за счет использования привода с регулируемой скоростью или за счет использования нескольких параллельных насосов для полной производительности и последовательного отключения отдельных агрегатов по мере необходимости.

Более высокие нагрузки на подшипники будут иметь место для любого потока, отклоняющегося от BEP, особенно для одноступенчатых насосов одностороннего всасывания. Этого можно предвидеть, указав определенные типы подшипников для тяжелых условий эксплуатации и длительного срока службы. Если температура перекачиваемой жидкости повышается, а расход через насос уменьшается, можно использовать рециркуляцию с минимальным расходом (см. Клапан рециркуляции с минимальным расходом на этой странице). Производитель обычно указывает минимальную непрерывную требуемую скорость потока для любого насоса.Работа между BEP и минимальным требуемым расходом обычно позволяет избежать всех обсуждаемых проблем.

Наверх

Обратные клапаны

Разница между TDH, развиваемым насосом, и напором, требуемым кривой напора системы, представляет собой потерянную энергию. Поскольку большинство центробежных насосов приводятся в действие электродвигателями с постоянной скоростью вращения, дросселирование является единственным практическим методом регулирования производительности. Клапан обратного давления создает переменную величину потерь на кривой напора системы.Закрытие клапана увеличивает потери управления и приводит к более крутому наклону кривой напора системы, чтобы пересечь кривую производительности TDH при желаемой производительности. Открытие клапана уменьшает потери управления и приводит к тому, что кривая напора системы наклоняется вниз и пересекает кривую производительности TDH при более высокой производительности. При полностью открытом клапане производительность определяется только пересечением двух кривых.

Наверх

Клапан рециркуляции минимального расхода

Клапан рециркуляции предотвращает накопление чрезмерного количества тепла внутри корпуса.Рециркуляционный клапан минимального расхода должен быть установлен, если система трубопроводов насоса содержит обратный клапан, который может закрыться и привести к меньшему минимальному непрерывному расходу, при котором насос может безопасно работать. Рециркуляционный клапан часто используется в установках, в которых трубопровод насоса содержит автоматический отключающий нагнетательный клапан, который может выйти из строя в закрытом положении, или нагнетательный запорный клапан, который может быть случайно закрыт. Клапан рециркуляции должен располагаться перед первым запорным клапаном или регулирующим клапаном после насоса.На небольших насосах на рециркуляции обычно устанавливается дроссель, который непрерывно рециркулирует фиксированный поток жидкости обратно на всасывание. Регулирующий клапан стоит дороже, но он будет модулировать рециркуляцию, чтобы обеспечить только минимальный поток и, таким образом, привести к меньшим потерям энергии.

Наверх

Изменение производительности

Максимальный напор, который может развивать центробежный насос, определяется частотой вращения, диаметром рабочего колеса и количеством ступеней. Таким образом, чтобы изменить напор насоса, необходимо изменить один или несколько из этих факторов.Скорость можно изменить с помощью различных шестерен, ремней или шкивов или путем установки привода с регулируемой скоростью. Диаметр рабочего колеса может быть изменен для больших постоянных изменений. Количество крыльчаток можно изменить, заменив существующие крыльчатки проставками или фиктивными крыльчатками.

Наверх

Регулятор скорости

Большинство центробежных насосов с электроприводом работают с постоянной скоростью. Управление двигателем постоянного тока или переменного тока с переменной частотой может поддерживать почти одинаковую эффективность насоса в более широком диапазоне скоростей.Управление с переменной скоростью позволяет устранить необходимость дросселирования противодавления для регулировки напора системы.

На рис. 5 показано соотношение напор-производительность-кривая насоса с постоянной и переменной скоростью. Насос работает на 100 % своей производительности, TDH представлен точкой 1 на графике. Если становится желательным уменьшить производительность до 80 % от номинальной производительности, работа насоса с постоянной скоростью переместится в точку 3. Для точки 3 требуется 110 % напора и 92 % забойного давления, требуемых в точке 1, и, таким образом, , потребуется дополнительное противодавление, чтобы заставить кривую системы пересечь кривую насоса в этой точке.

  • Рис. 5—Сравнение кривых напор/производительность насоса с постоянной и переменной скоростью.

Водитель с регулируемой скоростью может, по сути, найти кривую производительности TDH, которая пересекает кривую системы в точке 2. В точке 2 требуется только 70% напора и 73% мощности, необходимой в точке 1. Таким образом, при 80 % производительности, насос с постоянной скоростью будет работать в точке 3, а насос с переменной скоростью — в точке 2. Потенциальная экономия энергии представлена ​​разницей между 92 и 73% лошадиных сил, или 19%.

Наверх

Законы о сродстве

Законы подобия используются для прогнозирования влияния изменений скорости или диаметра рабочего колеса на производительность центробежного насоса. Законы основаны на размерном анализе вращающихся машин, который показывает, что для динамически подобных условий некоторые безразмерные параметры остаются постоянными. Эти соотношения распространяются на все типы центробежных и осевых машин.

По изменению скорости насоса можно определить следующие изменения производительности насоса:

…………….(4)

…………….(5)

…………….(6)

где

N 1 = старая скорость

N 2 = новая скорость.

При изменении диаметра могут быть определены следующие изменения производительности:

…………….(7)

…………….(8)

 …………….(9)

где

D 1 = старый диаметр

D 2 = новый диаметр.

При изменении как диаметра, так и скорости можно определить следующие изменения производительности насоса:

…………….(10)

…………….(11)

…………….(12)

Прогнозы изменения скорости достаточно точны во всем диапазоне изменения скорости. Однако прогнозы изменения диаметра, как правило, точны при изменении диаметра всего на ± 10 %, поскольку изменение диаметра также меняет отношение рабочего колеса к корпусу насоса.Таким образом, при увеличении диаметра или скорости на 10 % расход увеличится на 10 %, TDH — на 21 %, а BHP — на 33 %.

Во всех предыдущих расчетах эффективность считается постоянной. На рис. 6 показан графический пример снижения рабочих параметров из-за редукторов скорости.

  • Рис. 6—Пример снижения рабочих параметров в результате применения редукторов.

Наверх

Заливка насоса

Большинство центробежных насосов имеют затопленный всасывающий патрубок.Источник находится выше всасывания насоса, а атмосферного давления достаточно для постоянного поддержания жидкости на входе насоса. Иногда насос должен получать всасывание из источника, расположенного ниже осевой линии насоса. Само по себе атмосферное давление не всегда будет поддерживать затопление всасывания. Обычные центробежные насосы не являются самовсасывающими. Таким образом, они не способны отводить пар из корпуса, чтобы жидкость из всасывающей линии могла заменить пар. Самовсасывающие насосы сконструированы таким образом, что в корпусе насоса всегда остается достаточный объем жидкости для повторной заливки, даже если жидкость стекает обратно к источнику.

Наверх

Рекомендации по установке

Центробежный насос представляет собой часть точного механизма, который не должен подвергаться внешним нагрузкам, кроме тех, на которые он рассчитан. Он должен быть установлен в предусмотренном положении, тщательно выровнен и свободен от сил и моментов трубопровода.

Наверх

Фундамент

Как правило, конструкция фундамента не имеет решающего значения. Вибрация в центробежном насосе минимальна, если не используется привод от двигателя.Как правило, фундамент должен выдерживать вес, в три раза превышающий вес насоса, привода и узла салазок. Производитель является лучшим источником для определения необходимого размера фундамента.

Наверх

Конструкция трубопровода

Плохая конструкция и монтаж трубопровода являются частой причиной низкой производительности или отказа центробежного насоса. Некачественный трубопровод может привести к:

  • Кавитация
  • Сбой производительности
  • Отказ крыльчатки
  • Отказы подшипников и механических уплотнений
  • Оболочки с трещинами
  • Утечки
  • Разливы
  • Пожары

Наверх

Всасывающий трубопровод

Всасывающий трубопровод важнее нагнетательного.

Наверх

Вход источника жидкости

Когда источник жидкости находится над насосом (статический напор), резервуар источника должен иметь водослив для сведения к минимуму турбулентности, прерыватель вихрей для устранения вихреобразования и уноса пара, а также размер патрубка, ограничивающий скорость на выходе до 7 футов/сек или, желательно меньше. Когда источник жидкости находится ниже насоса (статический подъем), отстойник, бассейн или приямок должны быть спроектированы так, чтобы обеспечить равномерное распределение скорости на подходе или вокруг всасывающего патрубка, и должны быть достаточно погружены во избежание образования вихрей.

Наверх

Размер трубы и устранение воздушных карманов

Трубопровод должен быть как минимум на один номинальный размер больше, чем всасывающий фланец насоса. Скорости должны быть менее 2-3 фут/с, а потеря напора в результате трения должна быть менее 1 фута на 100 футов эквивалентной длины трубопровода. Всасывающие линии должны быть короткими и свободными от ненужных поворотов. Для затопленных всасывающих патрубков трубопровод должен иметь непрерывный уклон вниз к всасывающему патрубку насоса, чтобы любые паровые карманы могли мигрировать обратно в сосуд-источник.Для статических подъемников трубопровод должен иметь непрерывный уклон вверх без воздушных карманов (установите задвижки в горизонтальном положении). Там, где невозможно избежать образования воздушных карманов, рекомендуется использовать автоматические выпускные клапаны.

Наверх

Соображения перед коленом

При изменении ориентации вверх по течению следует использовать только отводы с большим радиусом. Они не должны подсоединяться непосредственно к всасывающему фланцу насоса, а между всасывающим фланцем и коленом и между последующими коленами должно быть не менее двух-пяти диаметров прямой трубы.Это уменьшает завихрения и турбулентность до того, как жидкость достигнет насоса. В противном случае может произойти отделение передних кромок с последующей шумной работой и кавитационным повреждением.

Наверх

Корзинчатые фильтры

Условия могут потребовать установки постоянных фильтров на всасывающем трубопроводе. Если постоянные фильтры не требуются, следует установить временные фильтры конического типа, по крайней мере, для начальных пусков. Корзинчатые фильтры должны иметь фильтры с площадью проходного сечения не менее 150 %.

Наверх

Эксцентриковый переходник

Переходники необходимы при переходе от одного размера трубы к другому и при переходе от размера всасывающей трубы к фланцу насоса. Уменьшение в насосе должно быть ограничено одним изменением номинального размера (например, с 8 до 6 дюймов). Если требуется два или более уменьшения номинального размера трубы, лучше всего размещать любые оставшиеся изменения на расстоянии нескольких диаметров трубы от входа насоса. По возможности следует использовать эксцентриковые переходники, которые следует устанавливать плоской стороной вверх.Концентрические переходники не следует использовать для горизонтальных всасывающих линий, поскольку они могут задерживать пары, которые могут попасть в насос и вызвать кавитацию или паровую пробку. Концентрические переходники могут использоваться для вертикальных всасывающих линий и горизонтальных линий с затопленным всасыванием.

Наверх

Нагнетательный трубопровод

Минимальный байпас потока. Байпас минимального расхода (или «рециркуляция») защищает насос от повышения температуры при низкой скорости откачки. Они должны быть рассчитаны на минимальную пропускную способность насоса при минимальном давлении нагнетания с линейным ограничителем для регулировки расхода.Небольшие насосы обычно управляются дроссельной или дроссельной трубкой. Для больших насосов, в которых непрерывный байпас потреблял бы чрезмерную мощность, используется регулирующий клапан, приводимый в действие (открывающийся) при низком расходе.

Наверх

Обратные клапаны

Обратные клапаны необходимы для минимизации обратного потока, который может повредить насос. При выборе следует учитывать эффект гидравлического удара. Гидравлический удар — это кратковременное изменение статического давления в трубопроводе в результате резкого изменения потока.Элементы, которые могут вызвать внезапное изменение потока, включают запуск или остановку насоса или открытие или закрытие обратного клапана.

Медленно закрывающиеся обратные клапаны допустимы в системах с одним насосом и длинными трубами. Быстрозакрывающиеся обратные клапаны необходимы при параллельной работе нескольких насосов и при высоком напоре. Как правило, подъемные («поворотные») обратные клапаны работают медленно, если только они не подпружинены. Обратные клапаны с наклонным диском быстро закрываются, но они дороже и имеют более высокий перепад давления, чем поворотные обратные клапаны.Когда требуются быстродействующие обратные клапаны, вопросы перепада давления должны быть второстепенными.

Наверх

Номенклатура

С с = удельная скорость насоса
Н = скорость вращения насоса
к = производительность насоса
Н тд = ТДХ за этап на БЭП
р ф1 = Падение давления в результате трения во всасывающем трубопроводе
р f2 = Падение давления в результате трения в нагнетательном трубопроводе
П с = потери в выпускном клапане управления потоком
С 1 = старая скорость
С 2 = новая скорость
Д 1 = старый диаметр
Д 2 = новый диаметр

Наверх

Каталожные номера

Используйте этот раздел для цитирования элементов, на которые есть ссылки в тексте, чтобы показать ваши источники.[Источники должны быть доступны читателю, т. е. не являются внутренним документом компании.]

Наверх

Примечательные статьи в OnePetro

Используйте этот раздел, чтобы перечислить статьи в OnePetro, которые обязательно должен прочитать читатель, желающий узнать больше.

Наверх

Внешние ссылки

Используйте этот раздел для предоставления ссылок на соответствующие материалы на веб-сайтах, отличных от PetroWiki и OnePetro.

Наверх

См. также

PEH:Насосы

Насосы

Насосы прямого вытеснения

Приводы насосов

Насосы с малыми сдвиговыми усилиями

Наверх

.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.