Читайте также:
|
|
Гидромашины и компрессоры
Схема одноступенчатого центробежного насоса с указанием деталей.
1- рабочая камера, 2-рабочее колесо, 3- направляющий аппарат, 4 – вал, 5 лопатка рабочего колеса, 6- лопатка направляющего аппарата,7- нагнетательный патрубок. 8 подшипник, 9 – корпус (попрная стойка) 10 – сальник 11- всасывающий патрубок
2. Принцип действия центробежного насоса.
В центробежном насосе передача энергии перекачиваемой жидкости осуществляется за счёт взаимодействия лопаток рабочего колеса с потоком жидкости, в результате чего под действием центробежной силы жидкость отбрасывается от центра рабочего колеса (всасывающая полость) к его периферии (напорная полость).
Рабочее колесо 5 приводится во вращение приводным двигателем через вал 6. Конструктивно колесо представляет собой два диска, скреплённых друг с другом лопатками 4. Рабочее колесо размещено в корпусе насоса, выполненном в виде спиральной камеры 3. С торцевой стороны к центру корпуса прикрепляется всасывающий патрубок 1, через который с помощью всасывающей трубы подводится перекачиваемая жидкая среда. От насоса жидкая среда отводится через напорный (нагнетательный) патрубок 2 в виде диффузора.
Рабочее колесо 5 приводится во вращение приводным двигателем через вал 6. Конструктивно колесо представляет собой два диска, скреплённых друг с другом лопатками 4. Рабочее колесо размещено в корпусе насоса, выполненном в виде спиральной камеры 3. С торцевой стороны к центру корпуса прикрепляется всасывающий патрубок 1, через который с помощью всасывающей трубы подводится перекачиваемая жидкая среда. От насоса жидкая среда отводится через напорный (нагнетательный) патрубок 2 в виде диффузора.
Если корпус насоса заполнить жидкостью и рабочему колесу придать вращение с соответствующей частотой, то лопатки колеса будут отбрасывать её от центра к периферии в направлении, показанном стрелкам. В результате на входе в рабочее колесо (во всасывающем патрубке) возникает вакуумметрическое давление (разрежение), и перекачиваемая жидкость подходит по всасывающему трубопроводу, через всасывающий патрубок, к рабочему колесу, что обеспечивает непрерывную подачу жидкости насосом. Из рабочего колеса жидкость выходит с большой скоростью (15…20 м/с), но во избежание значительных потерь напора подавать её непосредственно в трубопровод нецелесообразно. Постепенное преобразование динамического (скоростного) напора потока в статический происходит в напорном патрубке (диффузоре) и на выходе из него, вследствие чего жидкость за пределами насоса, в напорном трубопроводе, движется с умеренной скоростью, что уменьшает гидравлические потери.
В некоторых конструкциях центробежных насосов (особенно в многоступенчатых) преобразование динамического напора в статический происходит не только в диффузорном отводе, но и в промежуточном неподвижном направляющем аппарате 5 у которого лопатки 4 образуют диффузорные (расширяющиеся) каналы.
3. Из каких элементов состоит рабочее колесо?
Втулка, лопатка,несущий диск, покрывающий диск.
Схемы различных рабочих колес.
а – открытого типа, б - полузакрытого, в – закрытого, закрытого типа двустороннего действия.
4. Характер движения жидкости в каналах рабочего колеса.
Движение реальной жидкости в межлопаточных каналах рабочего колеса представляет собой весьма сложный гидромеханический процесс. Поэтому до настоящего времени уравнения движения получить чисто теоретическим путем не удается. Теоретические уравнения движения жидкости в межлопаточных каналах динамических гидромашин (лопаточных насосов и гидротурбин) получены Л.Эйлером при следующих двух допущениях:
1 Жидкость идеальная, т.е. гидравлические сопротивления не учитываются.
2 Жидкость движется в виде бесконечного числа элементарных струек, строго повторяющих форму лопаток.
Эти допущения облегчают теоретическое исследование движения жидкости в лопаточных системах, но в дальнейшем требуют внесения существенных поправок на основании экспериментальных исследований.
Движение каждой частицы жидкости потока в рабочем колесе является сложным, абсолютная скорость, которой складывается из переносной и относительной скоростей. Скорость переносного движения - это линейная скорость вращательного движения точки рабочего колеса, где в данный момент находится частица жидкости. Эта скорость направлена по касательной к окружности, на которой находится частица. Относительная скорость - это скорость перемещения частицы относительно лопатки колеса: вектор относительной скорости направлен по касательной к лопатке.
Параллелограммы скоростей на входе в межлопаточные каналы и выходе из них.
5. Основное уравнение центробежного насоса.
Основное уравнение центробежного насоса впервые в самом общем виде было получено в 1754 г. Л. Эйлером и носит ею имя.
Рассматривая движение жидкости внутри рабочего колеса, сделаем следующие допущения: насос перекачивает идеальную жидкость в виде струй, т. е. в насосе отсутствуют все виды потерь энергии. Число одинаковых лопастей насоса бесконечно большое (z = µ), толщина их равна нулю (d= 0), а угловая скорость вращения колеса постоянна (w= const.).
К рабочему колесу центробежного насоса со скоростью Vo жидкость подводится аксиально, т. е. в направлении оси вала. Затем направление струй жидкости изменяется от осевого до радиального, перпендикулярного оси вала, а скорость благодаря центробежной силе увеличивается от значения V1 в пространстве между лопастями рабочего колеса до значения V2 на выходе из колеса.
В межлопастном пространстве рабочего колеса при движении жидкости различают абсолютную и относительную скорости потока. Относительная скорость потока — скорость относительно рабочего колеса, а абсолютная — относительно корпуса насоса.
Рис. Схема движения жидкости в рабочем колесе центробежного насоса
Абсолютная скорость равна геометрической сумме относительной скорости жидкости и окружной скорости рабочего колеса. Окружная скорость жидкости, выходящей между лопастями рабочего колеса, совпадает с окружной скоростью колеса в данной точке.
Окружная скорость жидкости (м/с) на входе в рабочее колесо
Окружная скорость жидкости на выходе из рабочего колеса (м/с)
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 51 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |