При параллельном включении насосы всасывают жидкость из общего резервуара (трубопровода), нагнетая ее в общий напорный трубопровод. Совместную параллельную работу центробежных насосов используют для увеличения подачи в общий нагнетательный трубопровод. Необходимость в параллельной работе нескольких одинаковых или разных насосов возникает в тех случаях, когда невозможно обеспечить требуемый расход перекачиваемого продукта подачей одного насоса. Центробежные насосы могут работать параллельно при условии равенства развиваемого напора. Если один из насосов имеет напор меньше, чем другие, то при повышении напора в системе его КПД будет падать. При достижении максимального напора подача насоса будет равна 0. Дальнейшее увеличение напора в системе приведет к закрытию обратного клапана и выключению насоса из работы.
Н-1 Н-2
 |
 | |||
 |  | ||
При последовательном соединении перекачиваемая жидкость проходит последовательно через каждый насос, т.е. всасывающая линия второго насоса соединена с нагнетательной линией первого, а всасывающая линия третьего с нагнетательной второго и т.д. Последовательную работу насосов используют для увеличения напора перекачиваемой жидкости, если напор не может создать один насос. Применяют такую схему включения насосов в тех случаях, когда перекачиваемый продукт подается по трубам на очень большие расстояния или на большую высоту.
2.4. Регулирование подачи центробежных насосов [4]
Изменение подачи и напора, создаваемого насосом при его работе на трубопровод, называется регулированием.
Существует несколько способов регулирования подачи центробежных насосов: изменением частоты вращения рабочих колес насоса, дросселированием потока жидкости, обточкой рабочего колеса насоса и т.п.
Регулирование подачи изменением частоты вращения рабочего колеса насоса – наиболее экономичный, обеспечивающий работу насоса при достаточно высоком к.п.д. способ. Для организации этого способа, в качестве привода насоса используют поровую турбину или электродвигатель с частотной регулировкой числа оборотов.
Регулирование подачи насоса перепуском осуществляется посредством открытия задвижки, установленной на обводном трубопроводе, соединяющем напорный трубопровод со всасывающем. При открытии задвижки на обводом трубопроводе общая подача центробежного насоса увеличивается, а напор в соответствии с характеристикой Q – H снижается. Регулирование подачи насоса перепуском части жидкости на вход используется редко, поскольку этот способ неэкономичен.
Меньший расход может быть получен при дросселировании заслонкой на напорном трубопроводе, что одновременно приводит к увеличению напора. При таком способе регулирования, который является чистым регулированием с помощью потерь, точка максимального к.п.д. смещается.
На практике широко применяется способ регулирования подачи центробежного насоса с помощью установки сменных колес другого диаметра или обточки рабочего колеса. Экспериментально установлено, что если обточка колеса невелика, к.п.д. насоса практически не изменяется. При больших обточках рабочего колеса к.п.д. насоса уменьшается, что ограничивает обточку.
Недостатком данного способа является невозможность регулирования в процессе работы насоса. При необходимости регулирования этим способом следует иметь несколько комплектов рабочих колес различного наружного диаметра для различных подач.
2.5. Кавитация. [9]
Кавитация в насосах может произойти в том случае, если давление жидкости на всасывании приблизится к упругости ее насыщенных паров. Это обстоятельство может привести к тому, что на входных кромках рабочих колес давление жидкости будет ниже давления паров перекачиваемой жидкости при данной температуре; в этом случае в полости рабочего колеса жидкость перейдет в пар и произойдет разрыв струи. Возникающее при этом явление называется кавитацией. При кавитации снижается к.п.д. насоса, напор и мощность, появляются шум, вибрация, эрозия и происходит разрушение поверхности рабочих колес. Работа насоса в условиях кавитации не допускается.
К числу мероприятий, уменьшающих явление кавитации, относятся следующие:
n уменьшение сопротивления на линии всасывания и тщательное уплотнение всасывающего трубопровода;
n поддержание скорости жидкости на линии всасывания, равной 1–2 м/с;
n исключение образования воздушных мешков на всасывающем трубопроводе;
n изменение конструкции первого рабочего колеса с целью уменьшения коэффициента быстроходности (ns);
n число лопаток у первого рабочего колеса не должно превышать 6-8;
n устранение резких изменений направления потока у входа в колесо и во всасывающем патрубке;
n наличие гладких закруглений у входных кромок лопастей;
n применение входного направляющего аппарата;
n использование специальных устройств, которые увеличивают давление на входе в рабочее колесо, например предвключенный винт, устанавливаемый впереди колеса и вращающийся той же скоростью.
Помимо перечисленных мероприятий, для предотвращения кавитации увеличивают давление жидкости на входе в насос, что достигается уменьшением высоты всасывания или работой насоса с подпором.
2.6. Уплотнения насосов[15]
Основные понятия и определения
Уплотнение – это приспособление для предотвращения или уменьшения протечки жидкости или газа через зазоры между деталями. Наличие в механизмах уплотнений вызвано тем, что в местах соединения деталей даже после самой тщательной их механической обработки остаются неровности, образующие зазоры. Каждое уплотнение характеризуется наличием пары сопряжённых элементов с относительным перемещением. Основные требования к уплотнениям – герметичность, долговечность и способность работать при определённых давлениях, температуре и скоростях сопрягаемых деталей.
Уплотнения различают для неподвижного и подвижного контактов деталей. К первому виду уплотнений относятся различные прокладки из кожи, поронита, фторопласта, металла между неподвижными деталями оборудования, например между крышкой и корпусом насоса. Наиболее распространены плоские и профильные прокладки с пластической и упругой деформациями. Максимально допустимое рабочее давление для них обуславливается механическими свойствами материала, размерами и конфигурацией уплотнения, а также способом его монтажа. Правильная конструкция и обработка уплотнительных поверхностей насоса обеспечивают безупречную работу этого вида уплотнений и необходимую герметизацию.
К уплотнениям подвижного контакта относятся контактные, бесконтактные и комбинированные.
Контактные уплотнения имеют непосредственное соприкосновение (контакт) сопряжённых деталей и обеспечивают практически абсолютную герметизацию. Они применяются главным образом в качестве концевых уплотнений валов, предотвращая выход перекачиваемого продукта через вал насоса.
По направлению усилия, сжимающего контактную пару сопряжённых элементов, контактные уплотнения разделяют на радиальные (усилия направлено перпендикулярно к оси вала) и аксиальные (усилие направлено вдоль оси вала).
В соответствии с режимом трения контактной пары уплотнения делятся на обычные и гидравлические. В обычных контактных уплотнениях режим трения зависит от вида и способа смазки и может быть сухим или граничным.
Режим сухого трения характеризуется полным отсутствием жидкости между контактирующими поверхностями и приводит к наибольшим затратам энергии на трение. Этот режим характерен при пуске насосов, не заполненных жидкостью, а также для пар трения торцовых уплотнений, длительное время находящихся в нагруженном состоянии.
В режиме граничного трения между контактирующими поверхностями находится плёнка жидкости без избыточного давления. При этом режиме трения обеспечивается наибольшая эффективность уплотнения, то есть наилучшая герметичность между трущимися парами. Даже незначительное увеличение удельного давления или скорости скольжения контактирующих пар трения может привести к замене режима граничного трения на режим сухого трения, что характеризуется увеличением тепловыделения в зоне контакта из-за разрыва сплошности смазочной плёнки.
Гидравлические контактные уплотнения делятся на гидродинамические (полужидкостной режим трения) и гидростатический (жидкостной режим трения) В первом случае плёнка масла образуется за счет сил относительного вращения сопрягающих элементов, во втором – за счёт подачи смазки в зазор с помощью специальных устройств.
Основной недостаток контактных уплотнений – износ их контактных поверхностей в результате трения вращающегося и неподвижного элементов. Трение и износ контактной пары ограничивают долговечность уплотнительных устройств этого типа и служат причиной энергетических потерь, затрачиваемых на преодоление сопротивления вращению.
К контактным уплотнениям относятся сальники, манжеты и торцовые уплотнения, которые отличаются друг от друга конструкцией уплотнительного элемента.
У бесконтактных уплотнений нет непосредственного контакта с взаимно перемещающимися деталями, а именно постоянный гарантированный зазор между ними, поэтому они негерметичны. Их устройство по сравнению с контактными проще, они надёжнее в работе и применяются в основном для уменьшения протечек жидкости во внутренних полостях насоса, находящихся под разным давлением.
По направлению нормали к потоку бесконтактные уплотнения делятся на радиальные и аксиальные. Если эффективность бесконтактного уплотнения зависит только от геометрической формы сопряжённых элементов, такое уплотнение называется статическим, а если зависит от геометрической формы и относительной частоты вращения элементов – динамическим.
Достоинство бесконтактных уплотнений – отсутствие трения и износа в сопряжении, что определяет незначительные энергетические затраты и практически неограниченный ресурс работы. К основному недостатку этого вида уплотнений следует отнести отсутствие полной герметизации. К бесконтактным уплотнениям центробежных насосов относятся щелевые, лабиринтные и динамические.
Комбинированное уплотнение является сочетанием контактного и бесконтактного уплотнений. Это наиболее совершенное уплотнение, позволяющее полнее использовать преимущества обоих типов. Оно применяется в качестве концевого уплотнения, обеспечивая практически полную герметизацию между подвижными элементами.
Комбинированные уплотнения обладают хорошей герметизацией за счёт контактной части уплотнения и повышенной долговечностью. Примером комбинированного уплотнения может быть стояночное уплотнение – комбинация торцевого уплотнения с динамическим или лабиринтным.
Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 27 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |