Цель работы, основные понятия и определния
Цель работы:
Изучение конструкции и принципа действия центробежного насоса и снятие его характеристики
Основные понятия и определния:
Центробежный насос относится к лопастным гидромашинам, в которых жидкая среда перемещается под силовым воздействием на нее в камере, постоянно сообщающейся со входом и выходом.
При работе насоса осуществляется преобразование механической энергии входного звена в гидравлическую энергию движущегося потока жидкости.
Передача энергии в лопастной гидромашине происходит поскольку при натекании потока на крыловой профиль (лопатка рабочего колеса) между верхней и нижней поверхностью образуется перепад давления и возникает подъемная сила. Для лопастного насоса профиль лопаток выбирается таким, чтобы при заданном расходе, число оборотов и направление движения жидкости, в момент подъемных сил противодействовал вращению рабочего колеса.
Из лопастных насосов наибольшее распространение имеют центробежные насосы. Конструктивно центробежный насос состоит из трех функциональных элементов (рис 1).:
подвод 1, отвод 2 и рабочее колесо 3, которое в свою очередь содержит ведомый "а" и ведущий "б" диски, между которыми расположены лопатки "в".
Перед запуском всасывающий трубопровод и сам насос должны быть предварительно заполнена жидкостью, т.к. из-за малой плотности воздуха центробежный насос не создает требуемого разряжения.
Работает центробежный насос следующим образом. Рабочее колесо вращается двигателем с угловой скоростью
 (1)
где n - частота вращения рабочего колеса, об/мин.
При сообщении рабочему колесу вращательного движения на жидкость, заполняющую, пространство между ведущим б и ведомым а дисками, а значит вращающуюся совместно с рабочим колесом, действует центробежная сила, которая заставляет ее перемещаться
Рис. 1. Схема центробежного насоса
от центра вращения к периферии. В результате такого перемещения на периферии рабочего колеса образуется избыточное давление, под действием которого жидкость выходит из насоса по отводу "2", а в центре вращения возникает разряжение (давление меньше атмосферного), и жидкость под действием атмосферного давления перемещается по всасывающему трубопроводу через подвод "1" к центру рабочего колеса насоса.
Работа насоса характеризуется его подачей Q , напором H, полезной мощностью Nn, и коэффициентом полезного действия n(к.п.д.)
Подачей (производительностью) насоса Q называется количество жидкости, перемещаемой насосом за единицу времени.
Различаются объемная, массовая, весовая и т.д. подачи в зависимости от того, каким параметрам оценивается количество перекачиваемой жидкости. В гидроприводе, как правило, используется объемная подача.
Напор, развиваемый насосом, определяется как разность напоров на выходе и входе насоса и характеризует энергию, сообщаемую насосом единице веса жидкости:
где ?Z - разность геометрических высот входа и выхода насоса
pв, pм - вакууметрическое и манометрическое давление соответственно на входе и выходе из насоса
Vн,Vв - средние скорости в нагнетательном (выходе) и всасывающем (входе) патрубках насоса, соответственно.
Полезная мощность (Nn) развиваемая насосом, может быть
определена по формуле:
где р - давление на выходе из насоса.
Экономичность режима работы насоса можно оценить полным коэффициентом полезного действия ( n ), который показывает, какую часть энергии, подведенной к ведущему валу, насос преобразует в энергию движущегося потока жидкости и потери анергии в насосе n=  (4)
где N - мощность, подводимая к валу насоса.
Потери энергии в центробежном насосе неоднородны. Они также как для гидромашин других типов делятся на механические, объемные и гидравлические.
Механические потери – потери за счет трения твердых поверхностей в подвижных соединениях и трения рабочей жидкости о твердые поверхности насоса, учитываются механические к.п.д. (nм).
Объемные потери - потери за счет частичного возврата жидкости в полость всасывания ( g, см. рис. 1), учитываются объемным к.п.д. (nо).
Гидравлические потери - потери на жидкое трение в подводе, рабочем колесе и отводе насоса, оцениваются гидравлическим к.п.д. (nг).
Полный к.п.д. может быть определен через его составляющие:
n = nм · nо · nг (5)
Зависимости рабочих параметров насоса Н, N, n(кпд) и т.д.
от его производительности Q при n=const называются
характеристиками насоса. Они обычно представлены в виде
графиков.
Кривая, выражающая зависимость напора насоса от его производительности H = f (Q) , является главной характеристикой насоса.
Характеристики насоса зависят как от конструктивного исполнения, так и от условий эксплуатации. Их получают опытным путем в ходе специальных испытаний насоса.
Характеристики приводятся в паспорте центробежного насоса, по ним производится выбор насоса и расчет рабочего времени.
|
