Принцип действия центробежного насоса: Принцип работы центробежных насосов — Гидромашина
alexxlab | 12.04.1987 | 0 | Разное
Принцип действия центробежного насоса с торцевым уплотнением
Небольшая теоретическая статья про устройство и принцип действия горизонтального центробежного насоса с торцевым уплотнением. Для людей, перед которыми стоит задача выбора типа насосов, приведены плюсы и минусы данной конструкции.
Горизонтальный химический центробежный насос состоит из двух основных частей: электродвигателя и механической части. В моноблочных насосах, на примере которых демонстрируется конструкция в этой статье, электродвигатель соединяется с механической частью фланцем.
Электродвигатель
Производитель при выборе типа электродвигателей для химических центробежных насосов придерживается следующего принципа: если мощность электродвигателя менее 250 кВт., то используют асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, если более 250 кВт. – используют синхронные электродвигатели высокого напряжения. Второй вариант встречается значительно реже.
Основной характеристикой электродвигателя центробежного насоса является создаваемая им мощность.
Механическая часть
В состав механической части входят: узел соединения вала электродвигателя с валом насоса и сам корпус насоса, включающий в себя проточную часть. Вал насоса крепится к валу электродвигателя при помощи соединительной муфты или двух полумуфт. С другой стороны вал соединяется с рабочим колесом насоса.
Рабочее колесо является главным рабочим органом любого центробежного насоса. В зависимости от области применения рабочие колеса бывает открытого, закрытого и полуоткрытого типа. В случае если перекачиваемая жидкость содержит твердые включения, необходимо использовать открытое рабочее колесо, однако данный тип менее эффективен в сравнении с предыдущими.
В зависимости от своей конструкции рабочее колесо включает в себя: ступицу, ведущий диск, лопасти (или лопатки), обтекатель, покрывающий диск. В колесах открытого типа покрывающий и ведущий диски отсутствуют. Лопасти рабочего колеса изогнуты назад против направления вращения самого колеса. Каким будет угол изгиба лопасти рабочего колеса зависит от производителей насоса, но он в любом случае не должен превышать 90 градусов.
Рабочее колесо центробежного насоса находится в рабочей камере, которая ограничена задней частью корпуса насоса и передней частью корпуса – улиткой. Рабочую камеру очень часто еще называют проточной частью. Передняя часть корпуса имеет также всасывающий и нагнетательный патрубки или отверстия для подвода и отвода жидкости. Всасывающий и нагнетательные патрубки могут иметь как резьбовое, так и фланцевое подсоединение. С внутренней стороны передняя часть корпуса имеет форму улитки, то есть площадь сечения нагнетательного патрубка увеличивается по направлению потока.
Так как во время работы насоса давление жидкости внутри корпуса высокое, используют торцевое уплотнение. Оно используется в насосном оборудовании для обеспечения герметизации приводного вала. Выбор конструкции торцевого уплотнения в значительной степени определяется физико-химические свойствами среды, для которых оно предназначено: ее агрегатным состоянием, давлением, температурой, вязкостью, содержанием взвешенных твердых частиц и солей, химической агрессивностью, воспламеняемостью, степенью опасности воздействия на людей и окружающую среду.
Материал изготовления рабочего колеса и проточной части выбирают исходя из условий работы насоса и агрессивности перекачиваемой жидкости. Для химических центробежных насосов чаще всего используют следующие материалы: полипропилен, фторопласт, нержавеющие стали, хастеллои (сплавы на основе никеля).
Принцип работы
Крутящий момент от вала электродвигателя передаётся на вал насоса через соединительную муфту, в результате чего рабочее колесо, закрепленное на валу насоса, вращается в наполненном жидкостью корпусе. Это движение рабочего колеса заставляет вращаться окружающую его жидкость. Частицы жидкости приобретают центробежную силу и радиально выводятся наружу. Так как механическая энергия передается жидкости, её кинетическая энергия и давление увеличиваются на нагнетательной стороне рабочего колеса. Со стороны всасывания перекачиваемая жидкость вытесняется к периферии вызывая понижение давления в центральной части. В результате пониженного давления в центральной части, жидкость непрерывно всасывается в проточную часть перпендикулярно оси вращения рабочего колеса. Жидкость двигается по направлению вращения рабочего колеса к нагнетательному патрубку и далее в линию нагнетания.
Регулировка производительности насоса можем производиться только изменением количества оборотов электродвигателя, например частотным преобразователем.
Преимущества и недостатки
Главными преимуществами химических центробежных насосов с торцевым уплотнением являются:
- Высокий коэффициент полезного действия;
- Простота технического обслуживания и ремонта;
- Надежность и долговечность.
Из недостатков можно отметить, что стандартные модификации насоса не являются самовсасывающими и не предназначен для перекачивания жидкостей с повышенной вязкостью.
Модели с одним рабочим колесом не предназначен для создания большого давления.
Ещё одним возможным недостатком центробежных насосов можно считать тот факт, что рабочее колесо насоса подвержено явлению кавитации. Это явление происходит, когда давление на всасывающей стороне рабочего колеса достигает давления насыщенного пара. Как следствие – вода закипает образуя мелкие пузыри пара. Пузыри схлопываются, повреждая материал рабочего колеса. Центробежные насосы с торцевым уплотнением – это самые частовстречающиеся насосы среди промышленного насосного оборудования.
Устройство и принцип работы центробежного насоса
Центробежные насосы являются одним из самых распространенных типов оборудования для перекачивания жидкостей (и газов). С их помощью выкачивают воду из колодцев и скважин, поднимают ее на значительную высоту и предают на большие расстояния по трубам.
- Особенности конструкции и принцип действия
- Преимущества и недостатки
- Классификация центробежных насосов
- Области применения
- Принцип работы
- Устройство
- Приборы и арматура
Такие насосы перекачивают теплоноситель в системах отопления и технологические жидкости на производствах. Идея использовать центробежную силу для перекачивания жидкостей принадлежит Леонардо да Винчи, первые действующие образцы были созданы французским инженером и ученым Дени Папеном в конце 17 века.
Особенности конструкции и принцип действия
Насос состоит из следующих деталей и узлов:
- Источник энергии — электрический (или бензинового) двигатель, смонтированный на одном валу с собственно насосной частью механизма.
- Вал, опирающийся на подшипники.
- Рабочее колесо, на поверхности которого размещены лопатки.
- Корпус с направляющими поток профилями.
- Уплотнения на валу.
- Входной патрубок, находящийся на оси изделия.
- Выходной патрубок, расположенный у внешней стенки корпуса по касательной к нему.
Вспомогательные узлы:
- Входные и выходные шланги или трубопроводы.
- Запорный клапан, не дающий жидкости течь в обратном направлении.
- Фильтр.
- Манометр для измерения давления жидкой среды.
- Датчик сухого хода, отключающий насос при отсутствии жидкости в магистрали.
- Краны и вентили для управления напором.
Принцип действия центробежного насоса несложен:
- При вращении рабочего колеса его лопатки захватывают жидкую среду и увлекают ее за собой
- Центробежные силы, возникающие при вращении жидкости, отжимают ее к внешним стенкам корпуса, где создается избыточное давление
- Давление выталкивает жидкую среду в выходной патрубок
- Под действием разрежения, создающегося в центре насоса, очередная порция жидкости всасывается из приемного патрубка.
Принцип работы центробежного насоса
В конструкцию центробежного насоса могут вноситься изменения и дополнения, направленные на повышение его эффективности и приспособление к конкретной перекачиваемой жидкости.
Преимущества и недостатки
Большая популярность устройства центробежного типа обуславливается его несомненными достоинствами:
- Высокая эффективность.
- Простота конструкции.
- Постоянство характеристик создаваемого потока: скорости и напора.
- Компактность и относительно малый вес.
- Простое техобслуживание. Достаточно общих навыков слесарных работ.
- Высокая надежность, большой срок наработки на отказ.
Кроме достоинств, данному типу гидромашин свойственен ряд недостатков:
- Для запуска необходимо заполнить рабочую камеру жидкой средой. Нарушение этого правила приводит к быстрому износу и выходу из строя.
- Малый напор, создаваемый рабочим колесом.
Функционирование насоса в системе
Чтобы обеспечить эффективное функционирование центробежного устройства, при монтаже приходится предусматривать схему заполнения рабочей камеры водой, через перепускные патрубки или заливные горловины.
Для повышения напора приходится ставить центробежные электронасосы в каскад.
Классификация центробежных насосов
Оборудование различается по способу уплотнения вала, методу соединения рабочего органа с силовым приводом.
Дополнительные различия накладывает тип жидкости, которую перекачивает помпа.
Существуют насосы спирального типа, отводящие жидкость в спиральный лабиринт, в части устройств используется неподвижное колесо с направляющими лопатками для потока жидкости.
Оборудование разделяется по способу установки, малогабаритные помпы допускается монтировать на переносных рамах или крепить внутри корпусов бытовой техники. Конструкции для водоснабжения жилого дома или промышленного объекта размещаются на бетонном основании, в котором заранее расположены анкеры. При монтаже установки под открытым небом предусматривается защитный козырек, предотвращающий попадание атмосферных осадков в корпус мотора.
Области применения
Краткое описание сфер применения насосов центробежного типа:
- Обеспечение питьевой водой жилых зданий и промышленных помещений. Специальные устройства погружного типа оборудованы контроллером, не допускающим вращения ротора без подачи жидкости.
- Перекачка нефтепродуктов или иных жидкостей в промышленных условиях или на складах.
- Подача смеси воды и специального пенообразователя к пожарному стволу. Установки монтируются на шасси пожарных автомобилей, привод осуществляется от основного двигателя через коробку отбора мощности.
- Обеспечение циркуляции теплоносителя в отопительных системах.
- Подача воды или моющего раствора в стиральных машинах и посудомоечных установках.
- Обеспечение напора воды в оросительных установках сельскохозяйственного назначения.
- Центробежные насосы используются для подачи охлаждающей жидкости в тепловых машинах (например, в двигателях внутреннего сгорания).
- Заполнение и слив воды из цистерн на грузовых кораблях (балластная нагрузка для обеспечения остойчивости).
- Перекачивание жидкостей, использующихся при производстве пищевых продуктов.
Принцип работы
Действие центробежного насоса основано на законах гидродинамики, на придании жидкости, поступающей в замкнутый корпус спиралевидной формы, динамического воздействия через вращающиеся лопасти ротора. Эти лопасти имеют сложную форму с изгибом в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Они закреплены между двумя дисками, насаженными на ось, и сообщают динамику жидкости, заполняющей пространство между ними.
Возникающая при этом центробежная сила относит её из центральной части корпуса, расположенной в районе оси вращения рабочего колеса к его периферии, и дальше – в отводящую трубу. В результате действия центробежной силы в центре корпуса создаётся разреженная область пониженного гидравлического давления, которая заполняется новой партией жидкости из подающего патрубка. Необходимый напор в трубопроводе создаётся разницей давлений: атмосферного и внутреннего, в центральной части рабочего колеса. Работа насоса возможна только при полном заполнении корпуса водой, в “сухом” состоянии колесо будет вращаться, но необходимой разницы давления не возникнет и перемещения жидкости из подающего трубопровода не будет.
Устройство
Любой центробежный насос состоит из двух основных узлов: мотор и рабочая камера или проточная часть.
В зависимости от назначения, типа перекачиваемой жидкости конструкция и применяемые материалы могут меняться, но состав основных элементов одинаков:
- двигатель
- спиральный корпус – “улитка”
- рабочее колесо – крыльчатка
- рабочий вал
- уплотнение вала
- подшипник вала
- входной патрубок (фланец)
- выходной патрубок (фланец)
Корпус центробежного насоса может быть монолитным, или разъёмным – для удобства ремонта и ухода за агрегатом. Особые требования к внутренней поверхности корпуса – она должна быть максимально гладкой, все неровности и дефекты затрудняют прохождение жидкости и снижают эффективность работы центробежного насоса.
Отвод жидкости проходит через спиралевидную камеру с расширением к выходу, поэтому такие центробежные насосы часто называют “улиткой”. Отводящая камера переходит в патрубок, к которому подсоединяется напорный трубопровод.
Главная деталь лопастного насоса – рабочее колесо-ротор. От него передаётся в перемещаемую жидкую среду механическая энергия вращения вала двигателя. Для повышения эффективности действия центробежного насоса в корпусе могут быть установлены несколько роторов на одном валу. Такой агрегат способен выдавать на выходе высокое давление, и называется многоступенчатым.
По конструкции рабочее колесо может быть открытым или закрытым. Вариант, при котором лопасти закрыты с боков дисками, более эффективен, в нём отсутствуют ненужные перетекания жидкости из одной полости в другую.
Приборы и арматура
Для нормальной работы центробежного насоса нужны дополнительные узлы и приборы:
- Приёмный обратный клапан. Способствует сохранению воды в проточной части, если перекачивается вода – оснащается сеткой для грубой очистки.
- Задвижка на всасывающем патрубке.
- Кран для выпуска воздуха при наполнении водой рабочей камеры.
- Обратный клапан на напорной трубе, препятствующий ходу воды в корпус при работе другого агрегата.
- Задвижка на выходной трубе для запуска и контроля напора воды.
- Вакуумметр, измеряющий степень разрежения на входе в проточную камеру.
- Манометр для измерения напора.
- Предохранительный клапан для защиты от гидроудара.
- Приборы автоматического контроля (комплектуются при работе в составе производственного комплекса оборудования различного назначения).
Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 7 чел.
Средний рейтинг: 4 из 5.
Центробежный Насос: Устройство и Принцип Действия
- 1 Работа и устройство
- 1.1 Основные узлы и элементы
- 1.2 Принцип работы
- 2 Работа центробежного насоса
Принцип действия центробежных насосов
Принцип действия центробежных насосов целиком построен на законах физики. Работа происходит при возникновении центробежной силы, появление которой обусловлено действием лопастей колеса на жидкость.
Что бы правильно понять, где применяется данный насос и что он может качественно делать, надо знать устройство насоса центробежного. С эти мы сегодня ознакомимся. Также видео в этой статье покажет весь принцип его работы наглядно.
Работа и устройство
Чтобы понять работу данного механизма надо знать из чего состоит центробежный насос. Так же понять его принцип работы.
После этого вы сможете подобрать его именно для нужной работы. После этого и можно будет установить его своими руками. Посмотрев фото вы все поймете без проблем.
Основные узлы и элементы
Устройство и принцип действия центробежного насоса происходит в результате согласованных действий всех механизмов. Они состоят из корпуса в виде спирали и рабочего колеса, расположенного внутри корпуса и крепится на валу шпонкой.
Устройство центробежного насоса насоса
Итак:
- Валик вращается непосредственно в подшипниках.
А сальники служат в целях создания уплотнения прохода отверстия в том месте где внутри корпуса находится местоположение вала.
- Посредством всасывающего патрубка жидкость попадает прямо в насосный корпус, и ее подача направляется в средину рабочего колеса, которое продолжает беспрерывно вращаться.
- Из-за действия лопастей продолжается движение вещества и от центровой части колеса отскакивает в сторону и достигает таким образом спиральной части насосного корпуса, это что касается именно спиральных насосов.
- Далее перемещение вещества происходит в рамках напорного трубопровода через нагнетающий патрубок.
Внимание: Таким образом происходит воздействие лопастей на молекулярный состав воды, что служит причиной, по которой созданная кинетическая энергия двигателя переходит в напор жидкости с определенной скоростью из-за оказываемого на нее давления.
- Созданный насосом напор жидкостной струи измеряется в определенных единицах – метрах столба перекачиваемого вещества.
Из – за происхождения разрежения перед колесными лопастями происходит всасывание жидкости.
- Выпуклость формы лопасти предполагает обеспечение усиления жидкостного напора и повышает качество отекания, а рабочее колесо вращается при этом в направлении нагнетания той стороной лопастей, которая выпуклая.
Принцип работы
При центробежных насосах обычно имеется арматура и некоторые приборы:
- Оснащенный сеткой обратный приемный клапан, выполняющий сдерживающую функцию воды именно в корпусном насосном патрубке (всасывающем) при совершении процедуры заливки перед активированием.
- Наличие сетки необходимо для фильтрации взвесей, которые находятся в воде.
- Далее идет задвижка. Существование вакуумметра функционирует, определяя показатели разрежения на той стороне, где происходит всасывание. Его местоположение определено в промежутке между задвижкой и корпусом.
- На самом верху корпуса центробежного насоса для того, чтобы была возможность выпустить воздух в конструкции имеет место наличие специального крана.
Внимание: В свою очередь обратный клапан не позволяет воде при возникновении такой ситуации перетекать в обратном направлении по центробежному насосу и находится на напорном трубопроводе.
- На напорном трубопроводе находит свое месторасположение и задвижка, обеспечивая сразу несколько функций – это и сам запуск процесса, и его приостановка, и кроме того контролирующая функция за непосредственно за мощностью напора, который создается за счет работы центробежного насоса.
- Такой прибор как манометр в данном случае измеряет напор жидкости, созданный центробежным насосом. Его расположение находит свое место на насосном напорном патрубке.
- Здесь предусмотрен и обратный предохранительный клапан, который защищает центробежный насос от ударов гидравлики. Расположение предохранительного клапана находит свое место прямо на напорном патрубке за задвижкой для обеспечения защиты насоса.
- Предусмотрен так – же и прибор для залива самого агрегата с разнообразными автоматическими приборами.
Работа центробежного насоса
Наличие образования центробежной силы и заложен весь смысл работы или действия центробежного насоса:
- Она образовывается непосредственно в самом насосном корпусе, когда насос работает путем вращения рабочего колеса.
- На вал насоса садится рабочее колесо при помощи шпоночного соединителя, а от вала идет передача кручения, развивающегося насосным приводом.
- Сам электрический двигатель(см.Центробежный насос с электродвигателем: рассмотрим как работает) соединен с насосным валом с помощью муфты, упругой по своему строению.
Внимание: Необходимо отметить, что самыми востребованными и популярными насосами, которые используются в целях перекачки воды и другой жидкости являются именно центробежные насосы различных видов.
- Привести их в действие возможно только соблюдая условие заполнения жидкостью корпуса агрегата.
- Такие насосы выполняют свою функцию, когда на них действует центробежная сила, вызываемая вращение рабочего колеса.
- Сам корпус центробежного насоса вмещает то одного до нескольких колес, прочно зафиксированных к валу. Колеса в обязательном порядке оснащены выпуклыми лопастями и соединяют по два диска.
- Посредством всасывающего патрубка идет поступление жидкости. Когда активируется агрегат запуск колеса происходит при помощи вала, соединенного с электроприводом.
- Постепенно захватываемая вода отходит от центральной части к боковым частям колеса. А увеличение центробежной силы помогает переместиться жидкости к нагнетательному трубопроводу с помощью, указывающей направление камеры.
Таким образом идет увеличение давления между лопастями одновременно с освобождающимся пространством. Это и дает возможность некоторому следующему количеству проникать из водопровода. - Во всасывающем патрубке имеется встроенный фильтр, не позволяющий мусору и взвесям попадать в насосный корпус.
Что касается одноступенчатости и многоступенчатости насосных агрегатов, то принцип их действия абсолютно ничем не разница.
Отличительной особенностью является лишь то, что при наличии нескольких колес рост давления происходит в каждом следующем.
Центробежный насос устройство и принцип действия подразделяются по своим преимуществам на функциональные и конструктивные. Сравнительно невысокие расценки центробежных насосов обусловлены дешевизной материалов, из которых они изготавливаются.
Это преимущественно сталь, полимеры и чугун. При покупке должна быть изучена инструкция, они бывают довольно разных параметров, от этого и зависит их цена. При покупке стоит отдать предпочтение проверенным брендам, а не гнаться за дешевыми вариантами. В этом случае вы просто потеряете в качестве.
Устройство и принцип действия центробежных насосов
В простейшем виде центробежный
насос (Рис. 3,а) состоит из колеса с
лопатками 1 в форме изогнутых цилиндрических
поверхностей, сидящего на валу 2 внутри улиткообразного
корпуса 3, Последний
имеет два патрубка — центральный 4 и тангенциальный 5; первый
присоединяется к всасывающему трубопроводу 6, а второй — к
нагнетательному 7. Отверстия 8 в корпусе, через
которые проходит вал, уплотняются при
помощи сальников; в малых насосах колесо
иногда сидит на консольном валу и корпус
имеет лишь одно сальниковое уплотнение.
Рабочее колесо образуют два диска,
соединенные между собою загнутыми
назад лопатками 1,
разделяющими пространство между дисками
на ряд криволинейных каналов. Правый
диск 2 —
сплошной, левый 3 —
с отверстием для входа перекачиваемой
жидкости внутрь колеса. Вал насоса
соединяется при помощи муфты с валом
электродвигателя.
а б
Рис. 3. Схемы центробежных насосов: схема установки насоса
Перед пуском корпус насоса
(следовательно, также колесо) и всасывающий
трубопровод, снабженный на нижнем конце
обратным клапаном, заливают жидкостью.
После включения электродвигателя
жидкость в каналах между лопатками
благодаря быстрому вращению рабочего
колеса отбрасывается под действием
центробежной силы от центра и вытекает
с большой скоростью в улиткообразный
корпус, а оттуда — в нагнетательный
трубопровод. При этом в центральной
части насоса создается разрежение, и
жидкость из расходного сосуда под
действием внешнего давления на ее
свободную поверхность устремляется
непрерывным потоком по всасывающему
трубопроводу внутрь насоса. Таким
образом, в отличие от
поршневого насоса центробежный насос
производит непрерывное всасывание и
нагнетание жидкости в приемный сосуд.
Насос, изображенный на Рис. 3,а имеет одностороннее всасывание жидкости (слева). Для увеличения производительности (пропускной способности рабочего колеса) применяют насосы с двухсторонним всасыванием.
Для контроля работы насоса к всасывающему
патрубку присоединяется вакуумметр,
а к нагнетательному — манометр. Кроме
того, на нагнетательной линии
устанавливается задвижка, которая
служит для отключения насоса и
регулирования подачи жидкости. Для
защиты насоса от гидравлического удара
при внезапной остановке нагнетательный
трубопровод снабжается часто обратным
клапаном.
Пуск центробежного насоса производится обязательно при закрытой задвижке на нагнетательном трубопроводе — во избежание перегрузки двигателя. Затем медленным открыванием задвижки постепенно переводят насос на подачу жидкости в нагнетательный трубопровод. Чем длиннее последний, т. е. чем больше масса жидкости, которую нужно привести в движение, тем медленнее должны открывать задвижку, добиваясь при этом установления нормального рабочего режима, характеризующегося отсутствием ударов и резкого шума в трубопроводе.
Рис. 4. Схема многоступенчатого центробежного насоса (четырехступенчатый насос с односторонним всасыванием):
1 – рабочее колесо; 2 – направляющий
аппарат.
Рассмотренные насосы, где требуемый манометрический напор достигается при прохождении жидкости через одно рабочее колесо, называются одноступенчатыми. Этот напор обычно не превышает 50 м и редко бывает более 70 м. Для создания более высоких напоров применяют многоступенчатые насосы, состоящие из нескольких одинаковых колес, вращающихся на общем валу (Рис.4). Жидкость, последовательно пройдя через все колеса, получает напор, равный сумме напоров, создаваемых каждым колесом. Теоретически, увеличивая число колес, можно достигнуть любого напора; практически он не превышает в настоящее время 20 МПа.
Центробежные насосы изготовляют из разнообразных конструкционных материалов: металлических (чугуны, стали, специальные сплавы, цветные металлы) и неметаллических (вплоть до керамических и фарфоровых), в зависимости от химической агрессивности перекачиваемой жидкости.
Обзор принципа действия насосов
- Главная
- Статьи
- Обзор принципа действия насосов
В немалом ассортименте разнообразных насосов не так просто разобраться, как кажется с первого взгляда. Любой вид и марка агрегата обладает своей спецификой работы и по-разному запускается в действие. Поэтому имеет смысл ознакомиться с принципами действия насосов – это поможет в совершении рационального выбора прибора и упростит его эксплуатацию.
Принцип действия шиберного насоса:
Пластинчато-роторные, или как их чаще именуют, шиберные насосы – это объёмные агрегаты самовсасывающего действия. Их предназначение состоит в перекачивании абразивных жидкостей от самой малой до высокой степени вязкости, содержащих твёрдые частицы. Данные приборы имеют широкое применение во всех сферах промышленности: нефте- и газоперерабатывающей, пищевой, косметической, фармацевтической, кораблестроительной и пр.
Суть функционирования шиберного насоса заключается в следующем: основной рабочий элемент изделия представлен специфично размещённым ротором с продольными радиальными пазами, по которым осуществляют скольжение плоские пластины, называемые шиберами. Под действием центробежной силы шиберы прижимаются к статору.
При вращении ротора по часовой стрелке увеличивается объём находящихся слева от оси рабочих камер, в которых впоследствии образуется вакуум. Из-за разницы в давлениях жидкость поступает в насос – так происходит всасывание. Вместе с тем, располагающиеся справа от оси камеры снижают свой объём, жидкость выпускается в напорную линию – идёт процесс нагнетания.
Принцип действия шестерённого насоса:
Как следует из названия, рабочими элементами этого вида насоса являются шестерни, которых может быть от 2 и более. Шестерни, или зубчатые колёса находятся внутри корпуса прибора и оснащены зубьями, производящими зацепление в процессе функционирования. Такие наносы могут быть как с внешним, так и с внутренним сцеплением.
Первый вид работает так. Одно из колёс (ведущее) шестерённого насоса приходит в действие под влиянием электродвигателя, размещающегося на единой оси с шестернёй. Второе колесо (ведомое) – благодаря зацеплению с ведущим. В течение рабочего процесса зубья шестерни хватают жидкость и прижимают его к корпусу насоса. Затем жидкость движется по вектору нагнетания, причём обратного хода жидкости практически не происходит из-за мощной плотности сцепления.
Во втором виде шестерённого насоса также действуют два колеса с зубцами, но расположены они одно в другом и разделены элементом в форме серпа. В шестерённом насосе с внутренним сцеплением всасывание происходит за счёт круговых движений шестерён и последующего за ним увеличения промежутков между зубцами. Затем межзубное расстояние уменьшается, и вещество уходит по направлению к выходу агрегата.
Принцип действия кулачкового (ротационно-поршневого) насоса:
Кулачковый, или ротационно-поршневый насос оптимально соответствует работе по перекачиванию вязких веществ, используемых в фармацевтической, пищевой и косметической промышленности.
Агрегат содержит в себе 2 ротора (кулачка), которые вращаются в обратных направлениях по отношению друг к другу внутри корпуса без взаимного соприкосновения. Кулачки крепятся к валам, которые сопряжены с внешним синхронизатором, который как раз и не позволяет роторам касаться друг друга. Валы также оснащены колёсами с зубцами, находящимися в синхронизаторе.
Мощность привода передаётся промежуточному валу от зазубренных колёс. После выхождения кулачков из сцепления существенно возрастает объём всасывающего пространства, а со стороны входного парубка происходит разряжение. Жидкость приходит в корпус насоса, затем идёт вдоль его стенки от стороны всасывания к стороне нагнетания. После столкновения кулачков объём пространства между ними уменьшается, и со стороны парубка возрастает давление. Так жидкость начинает выталкиваться из агрегата.
Принцип действия диафрагменного насоса:
В диафрагменном насосе основную рабочую функцию выполняет гибкая диафрагменная пластина. Этот элемент закреплён с краёв, и в процессе перекачивания вещества сгибается в зависимости от изменений напора. Устройство приводится в действие при помощи гидравлического, механического, либо пневматического привода.
Сфера использования диафрагменных насосов чрезвычайно велика: сюда входит работа горных предприятий, производство сухих порошкообразных масс, обработка отходов, химическая отрасль и многое другое.
При работе насоса происходит попадание воздуха в сжатом виде в воздушную камеру и его соприкосновение с диафрагмой, которая меняет местоположение по отношению к корпусу. И так перекачиваемое вещество вытесняется и начинает двигаться по вектору напорной магистрали. Из-за того, что диафрагмы сцеплены штоком, в одно и то же время одна диафрагма выталкивает вещество, а другая всасывает его, а также втягивается штоком в камере разряжения на противоположной стороне.
По окончании каждого цикла работы воздушный распределяющий механизм переключается автоматически, и сжатый воздух идёт в другую воздушную камеру. Затем действие повторяется.
Принцип действия винтового насоса:
Винтовые насосы компактны и обладают равномерной подачей жидкости.
Составные части винтового насоса – это неподвижный статор с винтовыми полостями, а также движущиеся винтовые роторы, изготовленные из металла. В зависимости от типа устройства, ротор может быть один или несколько.
Двигатель вращает ротор, камеры с жидкостью крутятся по винтовой линии вдоль оси статора, перемещаясь от стороны всасывающей к нагнетательной. Даже при перекачивании веществ с твёрдыми частицами винт не способен сломаться, что обусловлено прочным и хорошо продуманным механизмом данной разновидности насосов.
Принцип действия центробежного насоса:
Центробежный насос включает в себя такие части, как спиралевидный корпус и колесо, расположенное внутри корпуса, надёжно зафиксированное и состоящее из двух дисков. Специальные лопасти закреплены между дисков, которые в свою очередь отгибаются от направления радиального в противоположную сторону направления вращения колеса. Агрегат присоединяется с напорным и всасывающим трубопроводами посредством парубков.
Рабочее колесо начинает вращаться в заполненном жидкостью корпусе и всасывающем трубопроводе. При движении колеса приходит в действие центробежная сила, под влиянием которой вода выталкивается от центра колеса. Возникает повышенное давление, и жидкость вытесняется в трубопровод. А поскольку в центральной части колеса падает давление, это способствует прибытию жидкости по всасывающему трубопроводу в насос.
Устройство центробежного насоса и его принцип работы
Рубрика: НасосыАвтор: teplomaster
Содержание
- 1 Где применяются центробежные насосы?
- 2 Принцип действия центробежного насоса
- 3 Центробежный насос своими руками
- 4 Классификация центробежных насосов
- 4.1 Количество ступеней
- 4.2 Направление оси вращения
- 4.3 Способ монтажа
- 4.4 Способ забора жидкости
- 4.5 Расположение патрубков
- 5 Правильная эксплуатация центробежного насоса
- 6 Характеристики центробежного насоса
Перекачивать всевозможные жидкости, в том числе откачивать их из глубоких скважин и колодцев, призваны многие агрегаты. Наиболее оптимальным во всех отношениях вариантом является центробежный насос. Он имеет простую конструкцию, высокую производительность и достаточную надежность. Именно моделями центробежного типа оснащены большинство насосных станций и индивидуальных помп, обеспечивающих поставку воды в частные дома и на приусадебные участки. Ниже мы рассмотрим устройство центробежного насоса.
Где применяются центробежные насосы?
Перечислим лишь основные сферы их использования:
- Водоснабжение дач и населенных пунктов питьевой и поливной водой.
- Обеспечение функционирования автономных систем водозабора для частных домов и коттеджей.
- Подача технической воды на предприятиях.
- Перекачивание жидких сред на производствах.
Принцип действия центробежного насоса
Аппаратами для перекачки воды пользуются многие люди, но не все правильно понимают их устройство и работу. Устройство самого обычного центробежного насоса можно представить себе следующим образом. Аппарат состоит из стального или чугунного корпуса, выполненного в форме улитки. Внутри корпуса находится вал, на котором закреплено рабочее колесо, изготовленное из полимера. Само рабочее колесо представляет собой пару дисков, между которыми закреплены несколько лопаток. Форма этих лопаток несколько изогнутая, а выпуклые места лопаток обращены в сторону вращения рабочего колеса. Свободное вращение вала обеспечивают подшипники.
В корпусе также находится электродвигатель, который тщательно заизолирован во избежание контактов с перекачиваемыми жидкостями. На корпусе имеются два патрубка: напорный и всасывающий. Через всасывающий отвод в камеру поступает вода, а через напорный — выходит в шланг.
Принцип действия центробежного насоса можно представить как ряд последовательных действий. В рабочую камеру попадает вода, которая движется далее по трубопроводу при помощи лопаток. При этом, жидкость, на которую воздействует центробежная сила, устремляется к стенкам камеры. Создается повышенное давление жидкости, благодаря которому она вытесняется в выпускной трубопровод. Как результат, в камеру поступает новая жидкость из всасывающего трубопровода. Тем самым, гарантируется непрерывная перекачка жидкости, обеспечиваемая подачей электрического тока на двигатель.
Такая работа характерна для аппаратов поверхностного и погружного типа.
Эксплуатация центробежного насоса возможна только при наличии в его рабочей камере жидкости. В сухом режиме агрегат просто перегреется и сгорит.
Центробежный насос своими руками
Многие дачники изготавливают центробежный насос своими руками. Для этого потребуются следующие комплектующие:
- Обычный бытовой насос, который можно приобрести в любом хозяйственном магазине.
- Шланг и переходники для его соединения с насосом.
- Фильтр, предназначенный для фильтрации проходящей через систему воды.
Сборка устройства:
- Соединить насос со шлангом.
- Установить на входе шланга фильтр.
- Погрузить агрегат в емкость с водой. Если устройство поверхностного типа, то поставить его рядом с водной емкостью.
- Включить сборку в работу, подключив к нему напряжение питания.
- Пользоваться перекачиваемой водой в своих целях.
Классификация центробежных насосов
Можно разделить все эксплуатируемые центробежные насосы на несколько подвидов, которые отличаются следующими характеристиками:
Количество ступеней
- Одноступенчатые. Имеют лишь одно рабочее колесо. Большинство моделей производятся именно с одним контуром.
- Многоступенчатые. На общем валу находятся несколько самостоятельных рабочих колес. Каждое из них имеет индивидуальную рабочую камеру, образуя отдельный контур.
Направление оси вращения
- Вал расположен горизонтально. Это самые популярные устройства.
- Вал расположен вертикально. Двигатель в таких моделях расположен над корпусом. Такие устройства являются более компактными. Недостаток: при возникновении неисправностей приходится снимать двигатель.
Способ монтажа
- Поверхностный. Устанавливается на поверхности почвы вблизи водозабора. Удобен в эксплуатации. Недостаток — не будет работать с глубокими колодцами и скважинами, в которых глубина погружения превышает 8 м.
- Полупогружной. Часть корпуса находится под водой, а часть — над водой. Хороши для откачивания жидкостей из различных емкостей.
- Погружной. Полностью погружается на тросе в жидкость. Подходит для забора жидкости с большой глубины.
Способ забора жидкости
- Аппараты нормального всасывания. Способны перекачивать жидкость, источник которой находится выше уровня расположения всасывающего трубопровода. Например, откачать жидкость из цистерны.
- Самовсасывающие аппараты. Способны качать жидкости с глубины.
На практике эта глубина равна 8-10 м.
Расположение патрубков
- Классический вариант. Патрубок всасывания расположен спереди корпуса. Патрубок выходной — сверху корпуса.
- Вариант In-Line. Оба патрубка располагаются на одном уровне.
Правильная эксплуатация центробежного насоса
Несмотря на то, что центробежный насос отличается надежностью, его неправильная эксплуатация очень быстро сможет повредить агрегат. В результате этого устройство придется менять, что обойдется не очень дешево. Поэтому следует соблюдать определенные правила эксплуатации, которые позволят эксплуатировать центробежный насос долгие годы. Вот эти правила:
- Эксплуатировать агрегат следует только в таких условиях, для которых он предназначен. Например, насос поверхностного типа нельзя погружать в воду. Если в паспорте устройства указано, что его глубина погружения составляет 6 м, то погружать его глубже нельзя.
- Если насос погружной, он не должен работать «на сухую».
Двигатель не будет охлаждаться и быстро сгорит.
- Если эксплуатируется поверхностная модель, ее необходимо обезопасить от атмосферных осадков, а также не допускать ее переохлаждения.
- На входном водозаборе нужно установить водный фильтр, который предварительно очищает воду, входящую в патрубок.
- Чтобы работа центробежного насоса была надежной, на трубопроводе устанавливают обратный клапан. Он предотвращает обратное движение жидкости в момент гидроудара.
- Желательно также установить манометр на нагнетательном патрубке для контроля за давлением жидкости. Кроме этого, полезным решением будет установка вакуумметра на всасывающем патрубке.
- Аппарат желательно подключать к электросети через автоматический выключатель. В этом случае насос не сгорит из-за замыканий и перегрузок. Подобные перегрузки могут возникать при заклинивании рабочего вала, вызванного попаданием в систему инородных тел вместе с жидкостью.
Характеристики центробежного насоса
Укажем основные рабочие характеристики центробежного насоса:
- Производительность (л/мин).
Это объем жидкости, который способен перекачать агрегат за единицу времени. Полностью зависит от напора жидкости. Когда выбирают для своих нужд подходящую модель, ориентируются на напор, который необходим в наиболее дальней точке магистрали. Далее уже выбирают модель насоса, которая при таком напоре имеет необходимую производительность.
- Мощность потребляемая (Вт). Чем она больше, тем больше денег заплатит владелец насоса за его эксплуатацию.
- Напор (метры водяного столба). Это разница давлений, измеренная между входным и выходным патрубками.
- Материал корпуса. Чтобы противодействовать коррозии, корпус насоса центробежного должен быть изготовлен из таких материалов, которые не ржавеют при контакте с жидкостями.
| Sintech Pumps
В большинстве промышленных насосных систем используется центробежный насос. Если вы когда-либо обращались к поставщику насосов, то, вероятно, слышали термин «центробежный насос». Вы когда-нибудь задумывались, что такое центробежный насос и почему он так широко используется во всех областях применения? Здесь, в этом посте, мы ответим на все ваши вопросы о центробежных насосах — деталях, принципах работы, преимуществах и многом другом.
Любой насос — будь то центробежный, погружной или любого другого типа — используется для перекачки жидкости из области низкого давления в область высокого давления. Центробежный насос представляет собой гидравлическую машину, преобразующую механическую энергию в гидравлическую. Это происходит за счет центробежной силы, действующей на вытесняемую жидкость.
Различные части центробежного насоса:Основными частями центробежного насоса являются:
- Вал
- Крыльчатки
- Корпус
Вал — это центральная часть насоса. Он вращает соединенное с ним рабочее колесо. Вал прикреплен к первичному двигателю для выработки мощности. Вал установлен с помощью шарикоподшипника. Рабочее колесо – Состоит из нескольких изогнутых лопастей. Он прикреплен к валу электродвигателя. Рабочее колесо составляет вращающуюся часть центробежного насоса. Как правило, рабочее колесо заключено в водонепроницаемый корпус. Кожух – Это водонепроницаемый и воздухонепроницаемый проход вне рабочего колеса. Он предназначен для преобразования кинетической энергии сбрасываемой воды в давление. Цель кожуха – выступать в качестве защиты.
Спиральный корпус Также известный как спиральный корпус, он окружает крыльчатку. Этот кожух используется для уменьшения скорости воды, тем самым увеличивая давление воды. Вихревой корпус Это круглая камера между рабочим колесом и спиральным корпусом. Жидкость сначала проходит через вихревой корпус, а затем через спиральный корпус. Это способствует лучшему преобразованию энергии скорости в давление воды. Корпус с направляющими лезвиями Это лопасти корпуса, которые непосредственно окружают рабочее колесо.
Чтобы лучше понять и устранить неполадки промышленные насосы необходимо иметь четкое представление о принципах работы центробежных насосов. Основной принцип работы центробежных насосов – принудительно-вихревой поток. Это означает, что когда на тело жидкости действует внешний крутящий момент, это увеличивает напор вращающейся жидкости. Это увеличение давления прямо пропорционально скорости жидкости. Таким образом, повышение давления выше на выходе из рабочего колеса, в результате чего жидкость выходит под высоким давлением на выходе. Из-за высокого напора вытесняемая жидкость поднимается на большую высоту в системе центробежного насоса.
Под заправкой понимается принцип заполнения всасывающей трубы, корпуса и частей нагнетательного клапана жидкостью из внешнего источника. Заливка выполняется для подъема жидкости в насосе перед началом работы. В центробежном насосе давление в рабочем колесе прямо пропорционально плотности жидкости в рабочем колесе. Если крыльчатка работает при заполнении воздухом, создаваемое давление незначительно, что не подходит для вашей работы. Чтобы избежать этого сценария, перед началом работы необходимо убедиться, что насос заполнен.
Различия между центробежным насосом и поршневым насосомПричины использования центробежных насосов
- Самым большим преимуществом использования центробежных насосов является то, что они являются простыми машинами.
- Они хорошо подходят для применений, требующих большого нагнетания и небольшого напора.
- Не имеет движущихся частей или клапанов. Следовательно, обслуживание легкое.
- Центробежные насосы могут работать на высоких скоростях при минимальном техническом обслуживании.
- Обеспечивает стабильный и стабильный выходной сигнал.
- Они очень гибкие, и при необходимости их можно легко переставить.
Вот и все. Теперь вы знаете все о центробежных насосах. Если у вас есть какие-либо дополнительные вопросы или сомнения или вам нужна помощь в выборе подходящих центробежных насосов для вашего применения, не стесняйтесь обращаться к нам. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим контрольным списком для капитального ремонта ваших старых центробежных насосов. Свяжитесь с Sintech, ведущим промышленным предприятием Индии поставщиков центробежных насосов для всех ваших запросов по насосам.
Центробежный насос. Принцип работы, основные части и применение
Центробежный насос представляет собой гидравлическую машину, которая преобразует механическую энергию в гидравлическую энергию (т. е. энергию давления) за счет использования центробежной силы, действующей на жидкость. Поток жидкости имеет место в радиальном направлении наружу, которое противоположно реактивной турбине внутреннего радиального потока. Он используется в различных областях, где необходимо поднять жидкость с низкого уровня на высокий уровень.
Содержание
Принцип работы Работает по принципу принудительного вихревого потока. Вынужденный вихревой поток означает, что когда определенной массе жидкости или жидкости позволяется вращаться под действием внешнего крутящего момента, происходит повышение напора вращающейся жидкости. Это повышение напора используется для доставки воды из одного места в другое. Центробежная сила, действующая на жидкость, заставляет ее течь внутри корпуса.
Повышение напора вращающейся жидкости в любой точке прямо пропорционально квадрату тангенциальной скорости вращающейся жидкости.
Математически
Как жидкость поднимается на высокий уровень?
На выходе из рабочего колеса радиус больше и из-за этого подъем напора больше и жидкость на выходе выходит с большим напором. И из-за этого высокого напора жидкость может быть поднята на очень высокий уровень.
Читайте также:
Турбина Пелтона Работа, основные части, применение со схемой0005 Основные детали
Различные основные части центробежной насос:
- Рамочшевой печень их по одному
1. Рабочее колесо
Это вращающаяся часть насоса. Рабочее колесо установлено на валу, а вал рабочего колеса снова соединен с валом электродвигателя. Он вращается двигателем и состоит из ряда загнутых назад лопастей.
2. Корпус
Воздухонепроницаемый проход, окружающий рабочее колесо.
Конструкция корпуса выполнена таким образом, что он способен преобразовывать кинетическую энергию воды, вытекающей из выходного отверстия крыльчатки, в энергию давления до того, как она выйдет из корпуса и попадет в нагнетательный патрубок.
Обычно в центробежных насосах используются три типа корпуса:
(i). Спиральный корпус: Это спиральный корпус, в котором площадь проходного сечения постепенно увеличивается. Увеличение площади потока снижает скорость и увеличивает давление жидкости, протекающей через корпус. Спиральный корпус показан на рисунке выше:
(ii). Вихревой корпус: В вихревом корпусе между рабочим колесом и корпусом вводится круглая камера. Это делается для того, чтобы предотвратить потерю энергии из-за образования вихрей. Эффективность вихревого корпуса выше, чем у спирального.
(iii). Корпус с направляющими лопастями: В этом корпусе рабочее колесо окружено рядом направляющих лопастей. Направляющие лопатки установлены на кольце, называемом диффузором.
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.
Читайте также:
Что такое поршневой насос – определение, типы и работа?
Типы турбин
3. Всасывающая труба с донным клапаном и фильтром
Труба, один конец которой соединен с впускным отверстием рабочего колеса, а другой конец опущен в поддон для воды, называется всасывающей трубой. Всасывающая труба состоит из обратного клапана и сетчатого фильтра на нижнем конце. Донный клапан представляет собой односторонний клапан, который открывается вверх. Сетчатый фильтр используется для фильтрации нежелательных частиц, присутствующих в воде, чтобы предотвратить засорение центробежного насоса.
4. Напорная труба
Это труба, один конец которой подсоединяется к выпускному отверстию насоса, а другой конец подсоединяется к необходимой высоте, куда должна подаваться вода.
Рабочий- Когда электродвигатель начинает вращаться, он также вращает рабочее колесо. Вращение рабочего колеса создает всасывание во всасывающей трубе. За счет создаваемого всасывания вода из поддона начинает поступать в корпус через проушину крыльчатки.
- От проушины крыльчатки под действием центробежной силы, действующей на воду, вода начинает двигаться радиально наружу и к внешней части корпуса.
- Поскольку крыльчатка вращается с высокой скоростью, она также вращает воду вокруг себя в корпусе. Площадь корпуса постепенно увеличивается в направлении вращения, поэтому скорость воды продолжает уменьшаться, а давление увеличивается, на выходе из насоса давление максимальное.
- Теперь из выходного отверстия насоса вода поступает в нужное место по напорной трубе.
Для лучшего понимания посмотрите видео ниже:
Что такое грунтовка и зачем она нужна?
Это процесс, при котором всасывающая труба, корпус и нагнетательная труба до нагнетательного клапана полностью заполняются жидкостью, которая должна подниматься из внешнего источника перед запуском двигателя. Заливка производится для удаления воздуха из насоса.
Если из насоса не удалить воздух, то на всасывающем трубопроводе создается небольшое разрежение, и он не может всасывать воду из водосборника. Поэтому рекомендуется заполнить насос водой перед его запуском.
ПрименениеЦентробежный насос используется практически во всех областях для подъема жидкости с нижнего уровня на высокий.
В основном они используются дома для наполнения резервуаров для воды почти во всех отраслях промышленности, таких как химическая, автомобильная, морская, обрабатывающая промышленность, для ирригации и т. д.
Что такое центробежный насос? | Принцип работы центробежного насоса
Важный момент
Что такое центробежный насос?
Центробежные насосы по определению представляют собой насосы, которые можно использовать для перекачки больших количеств жидкости, чтобы обеспечить чрезвычайно высокие скорости потока, и они имеют возможность регулировать скорость потока жидкости в широком диапазоне. Как правило, эти насосы предназначены для жидкостей с относительно низкой вязкостью, которые перекачивают как легкое масло, так и воду. Некоторые жидкости с вязкостью 680-700F потребуют дополнительной мощности для работы центробежных насосов.
Компоненты центробежного насоса в основном состоят из трех частей, таких как крыльчатка, корпус, донный клапан и всасывающая труба с сетчатой напорной трубой.
Центробежный насос использует вращение для передачи скорости в направлении жидкости.
В каждом центробежном насосе используется гидравлический компонент, такой как рабочее колесо, скорость которого передается перекачиваемой жидкости. Этот насос в основном используется для преобразования скорости в поток жидкости. В каждом насосе используется гидравлический компонент, такой как корпус, который улавливает скорость, передаваемую рабочим колесом, и направляет жидкость, выталкиваемую к выпускному концу насоса.
Читайте также: Что такое монтаж котла? | Что такое аксессуары для котлов? | Крепления и аксессуары для котлов | Разница между креплениями котла и аксессуарами
Принцип работы центробежного насоса:
Принцип работы центробежных насосов в основном зависит от потока принудительного вихря, что означает, что всякий раз, когда определенное скопление жидкости или жидкости может изгибаться с внешний крутящий момент, напор вращающейся жидкости будет увеличиваться.
Центробежные насосы представляют собой машины с гидравлическим приводом, характеризующиеся способностью передавать энергию жидкостям (особенно жидкостям) за счет действия центробежных сил.
Их основная задача — перемещать жидкость за счет увеличения давления. Центробежные насосы могут иметь различную конструкцию, но их принцип работы и гидродинамические характеристики всегда одинаковы. По задумке центробежные насосы выполнены из рабочего колеса, которое вращается внутри корпуса.
Рабочее колесо состоит из ряда лопастей, предпочтительно радиальной конструкции, которые передают кинетическую энергию перекачиваемой жидкости. Корпус снабжен всасывающим и нагнетательным патрубком для перекачиваемой жидкости.
Всасывающий патрубок имеет ось, соответствующую оси вращения крыльчатки, а нагнетательный патрубок имеет ось, перпендикулярную оси крыльчатки, но все же лежит в плоскости, проходящей через ось.
Также прочтите: Что такое станок с ЧПУ? | Блок-схема ЧПУ | Части станка с ЧПУ
Работа центробежного насоса:
Когда электродвигатели начинают вращаться, он также вращает рабочее колесо.
Вращение крыльчатки создает всасывание во всасывающей трубе. За счет всасывания вода из выгребной ямы попадает в корпус через проушину крыльчатки. От проушины крыльчаток, благодаря центробежной силе, действующей на воду, вода начинает двигаться радиально наружу и наружу. Поскольку крыльчатка движется с большой скоростью, она также вращает воду вокруг себя в мантии.
Площадь корпуса медленно увеличивается в направлении вращения, поэтому по мере уменьшения скорости воды и увеличения давления давление на выходе из насоса максимально. Теперь из выхода насоса вода по нагнетательному патрубку направляется к месту назначения. Давайте подробно разберемся, как работают центробежные насосы.
Центробежные насосы используются для создания потока или для повышения уровня жидкости от низкого до высокого уровня. Эти насосы работают по очень простой системе. Центробежный насос преобразует энергию вращения, часто от двигателя, в энергию движущейся жидкости. Двумя основными частями, отвечающими за преобразование энергии, являются крыльчатка и корпус.
Рабочее колесо — это вращающиеся части насосов, а корпус — это воздухонепроницаемая часть, окружающая рабочее колесо.
В центробежном насосе жидкость поступает в корпус, падает на лопасть рабочего колеса в проушине рабочего колеса и вращается наружу тангенциально и радиально, пока не выйдет из рабочего колеса в диффузорной части корпуса. Проходя через рабочее колесо, жидкость получает скорость и давление.
Следующие основные факторы влияют на производительность центробежного насоса и должны учитываться при выборе центробежного насоса:
#1. Вязкость рабочей жидкости
Его можно определить как сопротивление сдвигу при приложении энергии. Как правило, центробежные насосы подходят для жидкостей с низкой вязкостью, потому что насосное действие приводит к высокому сдвигу жидкости.
#2. Чистый положительный напор на всасывании (NPSH) и кавитация
NPSH — это термин, который относится к давлению жидкости на стороне всасывания насосов, чтобы определить, является ли давление достаточно высоким, чтобы избежать кавитации.
Кавитация относится к образованию пузырьков или полостей в жидкости, которые развиваются в областях с относительно низким давлением вокруг рабочего колеса и могут вызвать серьезное повреждение рабочего колеса и, среди прочего, снизить скорость потока/давления. Можно. Необходимо обеспечить, чтобы доступный чистый положительный напор на всасывании системы (NPSHA) был выше чистого положительного напора на всасывании насоса (NPSHR) с разумным запасом безопасности.
#3. Давление пара рабочей жидкости
Давление пара жидкости — это давление, при котором жидкость превращается в пар при данной температуре. Его следует назначать для предотвращения кавитации, а также для защиты от повреждений, вызванных работой всухую при испарении жидкости.
№4. Удельная плотность и плотность рабочей жидкости
Плотность жидкости – это ее масса на единицу объема. Масса на единицу объема жидкости и сила тяжести жидкости представляют собой отношение плотности жидкости к плотности воды.
Это напрямую влияет на входную мощность, необходимую для перекачивания конкретной жидкости. Если вы работаете не с водой, а с другими жидкостями, важно учитывать удельную плотность и плотность, поскольку вес напрямую влияет на объем работы, выполняемой насосом.
#5. Рабочая температура и давление
Условия перекачки, такие как температура и давление, являются важным фактором для любых операций. Например, для высокотемпературного перекачивания могут потребоваться специальные прокладки, уплотнения и монтажные конструкции. Аналогичным образом, в условиях высокого давления может потребоваться корпус, выдерживающий давление, соответствующей конструкции.
Также прочтите: Что такое губернатор Уилсона-Хартнелла? | Уилсон Хартнелл Губернатор | Строительство губернатора Уилсона Хартнелла | Работа губернатора Уилсона Хартнелла
Преимущества центробежных насосов:
Преимущества центробежных насосов включают следующее.
- Эти насосы не имеют приводных уплотнений, снижающих риск утечки.
- Эти насосы используются для промывки вредных и опасных жидкостей.
- Эти насосы имеют магнитную муфту, которая может быть повреждена только в условиях перегрузки и в то же время защищает насос от внешних сил.
- Двигатель и насос отделены друг от друга, поэтому передача тепла от двигателя к насосу невозможна.
- Эти насосы создают меньше трения.
Также прочтите: Разница между ЧПУ и ЧПУ | Определение числового управления (ЧПУ) | Определение числового программного управления (ЧПУ)
Недостатки центробежных насосов:
Недостатки центробежных насосов включают следующее.
- Потери энергии могут возникать из-за связи, создающей некоторое магнитное сопротивление.
- При высокой нагрузке существует вероятность падения муфты.
- При откачивании жидкости, содержащей частицы железа, возникает коррозия, и насос со временем перестает работать.
- При низком расходе жидкости через насос может произойти перегрев.
Также прочитайте: Что такое орехи? | Что такое болты? | Разница между гайками и болтами
Применение центробежных насосов:
Применение центробежного насоса включает следующее.
- Эти насосы используются в нефтяной и энергетической промышленности для перекачки нефти, почвы, шлама и на электростанциях.
- Эти насосы используются в промышленности и противопожарной защите для вентиляции и отопления, питания котлов, повышения давления
- , спринклерных систем пожарной безопасности и кондиционирования воздуха.
- Эти насосы используются в производстве систем управления отходами, сельскохозяйственных и очистных сооружений, газопереработки, ирригации, дренажа, коммунального хозяйства и защиты от перелива.
- Эти насосы используются в пищевой, химической и фармацевтической промышленности для добычи углеводородов, красок, целлюлозы, нефтехимии, производства напитков, переработки сахара и продуктов питания.
Также прочтите: Батарея бесключевого дистанционного управления разряжена | Когда замена батареи брелока замена? | Как заменить батарею бесключевого дистанционного управления
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Как работает центробежный насос
Все центробежные насосы имеют рабочее колесо с приводом от вала, которое вращается (обычно со скоростью 1750 или 3500 об/мин) внутри кожух. Рабочее колесо всегда погружено в воду, и во время работы насоса рабочее колесо быстро вращается.
Использование центробежного насоса
Центробежные насосы обычно используются для перекачивания воды, растворителей, органических веществ, масел, кислот, оснований и любых «жидких» жидкостей как в промышленности, сельском хозяйстве, так и в быту. На самом деле, существует конструкция центробежного насоса, подходящая практически для любого применения с жидкостями с низкой вязкостью.
Центробежный насос Определение
Центробежный насос представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения жидкости посредством передачи энергии вращения от одного или нескольких ведомых роторов, называемых рабочими колесами.
Схема центробежного насоса
Узнайте о схеме центробежного насоса. Я покажу вам различные центробежные насосы со схемой и поперечным сечением, чтобы показать вам различные внутренние части.
Как работают центробежные насосы
Центробежный насос работает за счет передачи энергии вращения от одного или нескольких ведомых роторов, называемых рабочими колесами. Действие крыльчатки увеличивает скорость и давление жидкости и направляет ее к выпускному отверстию насоса.
Что такое центробежный насос?
Центробежный насос представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения жидкости посредством передачи энергии вращения от одного или нескольких ведомых роторов, называемых рабочими колесами.
Центробежные насосы
Общепромышленные центробежные насосы
- Водоснабжение жилых районов.
- Противопожарные системы.
- Удаление сточных вод/шлама.
- Производство продуктов питания и напитков.
- Химическое производство.
- Работа нефтегазовой отрасли.
Схема, детали, работа, преимущества [PDF]
В этом посте вы узнаете, что такое центробежный насос и как он работает? Его схема , детали, типы, и разница между центробежным насосом и поршневым насосом .
Также вы можете скачать PDF-файл этой статьи в конце.
Что такое центробежный насос?
Это одна из простых и увлекательных тем в механике жидкости. Для чего нужен насос? Нам нужен насос для перекачки воды из области низкого давления в область более высокого давления.
Центробежный насос определяется как гидравлическая машина, которая преобразует механическую энергию в гидравлическую посредством центробежной силы, действующей на жидкость.
При этом насос использует центробежную силу, действующую на поверхность жидкости, для преобразования механической энергии.
Центробежный насос течет в радиальном направлении наружу. Поэтому насос действует как турбина обратной реакции. Эти насосы используются для подъема воды или жидкости с более низкого уровня на более высокий уровень.
Первый центробежный насос изобретен в 17 веке. После этого Денис Папен модифицировал центробежный насос с прямыми лопастями. В 1851 году британский первооткрыватель Джон Апполд изобрел центробежный насос с изогнутыми лопастями.
В настоящее время центробежные насосы широко используются в промышленности по всему миру. Они широко используются, потому что насос не имеет потери мощности из-за трения. Он имеет простой дизайн и очень прост в управлении. Кроме того, у них нет проблем с протечками и теплоотдачей.
Читайте также: Типы насосов и принцип их работы [объяснение]
Детали центробежного насоса
Различные детали центробежного насоса перечислены ниже.
- Вал и втулка вала
- Рабочее колесо
- Корпус
- Всасывающая труба
- Нагнетательная труба
#1 Вал и втулка вала
Вал является центральной частью насоса, которая вращается.
Он соединен с первичным двигателем для получения мощности. Вал подходит к шарикоподшипнику.
Также используется втулка вала, которая предотвращает утечку и коррозию вала насоса. Один конец рукава должен быть запаян.
Крыльчатка №2
Крыльчатка состоит из ряда лопаток, загнутых назад. Он крепится к валу электродвигателя. Рабочее колесо – это вращающаяся часть центробежного насоса. Он заключен в водонепроницаемый корпус. Рабочее колесо центробежного насоса делится на три типа.
Открытое рабочее колесо #1
Открытое рабочее колесо состоит из лопастей, прикрепленных к центральной ступице и установленных непосредственно на валу. Лопасти не имеют стенок или покрытия вокруг них, что делает открытые крыльчатки более слабыми, чем закрытые клапаны. Тем не менее, они, как правило, быстро и легко чистятся и ремонтируются.
#2 Закрытое рабочее колесо
Закрытое рабочее колесо имеет переднюю и заднюю крышки. При этом лопасти рабочего колеса зажаты между двумя крышками.
Они устанавливаются в центробежных насосах с радиальным потоком и могут быть как с одинарным, так и с двойным входом. Также его используют для получения чистой воды.
#3 Полуоткрытая крыльчатка
Полуоткрытая крыльчатка имеет заднюю крышку, которая передает механическую мощность фургону, в то время как другая сторона остается открытой. Полуоткрытые рабочие колеса используются в насосах среднего размера. Эта крыльчатка предназначена для засорения жидкости.
#3 Корпус
Корпус представляет собой воздухонепроницаемый проход, окружающий рабочее колесо. Он устроен таким образом, что кинетическая энергия воды, выбрасываемой на выходе, преобразуется в энергию давления до того, как вода покинет корпус и попадет в нагнетательный патрубок.
Кожух работает как крышка для защиты системы. Корпус центробежного насоса далее подразделяется на три типа.
#1 Спиральный корпус (спиральный корпус)
Он окружен рабочим колесом. Такой кожух обеспечивает постепенное увеличение площади протока, уменьшая тем самым скорость воды и соответственно увеличивая давление.
#2 Вихревой корпус
Вихревой корпус представляет собой круглую камеру, расположенную между рабочим колесом и корпусом. здесь жидкость от рабочего колеса должна сначала пройти через вихревую камеру, а затем через спиральный корпус. В таком случае происходит лучшее преобразование энергии скорости в давление, и он имеет хороший КПД, чем спиральный корпус.
#5 Корпус с направляющими лопатками
В корпусе с направляющими лопатками лопатки окружают рабочее колесо. Эти лопасти сконструированы и расположены таким образом, что вода из крыльчатки поступает в направляющий аппарат без ударов и создает проход увеличивающейся площади, через который вода проходит и достигает подачи, чтобы выйти под давлением.
#4 Всасывающая труба с донным клапаном и фильтром
Всасывающая труба имеет два конца. Один конец подключается к входу насоса, а другой погружается в воду в отстойнике.
Донный клапан подходит к нижнему концу всасывающей трубы. Донный клапан представляет собой односторонний клапан, который открывается только вверх.
На конце всасывающей трубы также установлен сетчатый фильтр для предотвращения попадания посторонних предметов во всасывающую трубу.
Нагнетательный клапан №5
Нагнетательный клапан также имеет два конца. Один конец подсоединяется к выходу насоса, а другой конец подает воду на необходимую высоту.
Читайте также: Что такое импульсная турбина и ковшовое колесо [Детали и работа]
Принцип работы центробежного насоса
Насос работает по принципу принудительного вихревого потока. Это означает, что при вращении массы жидкости внешним крутящим моментом происходит повышение напора вращающейся жидкости. Повышение напора в любой точке прямо пропорционально скорости жидкости в этой точке.
Поэтому подъем напора больше на выходе из крыльчатки и жидкость будет вытекать с высоким напором на выходе. Благодаря этому напор жидкости может быть поднят на высокий уровень. Этот насос подходит для низкого напора. Обычно развивается на высоте 50 м.
Заливка центробежного насоса
Заливка – это операция, при которой всасывающая труба, корпус насоса и часть трубы до нагнетательного клапана заполняются из внешнего источника жидкостью, которая должна подниматься насос перед запуском насоса.
Читайте также: Какова функция клапанов управления потоком? Типы и применение [PDF]
Типы центробежных насосов
Различные типы центробежных насосов широко используются в различных отраслях промышленности по всему миру. Эти насосы классифицируются по количеству рабочих колес, типу корпуса, ориентации и положению.
- В зависимости от количества рабочих колес
- Одноступенчатое рабочее колесо
- Многоступенчатое рабочее колесо
- В зависимости от типа корпуса
- Turbine pump
- Volute pump
- Based on the orientation of the fluid
- Radial flow pump
- Axial flow pump
- Mixed flow pump
- Based on the position of the pump
- Horizontal pump
- Вертикальный насос
- Погружной насос
№1 По количеству рабочих колес
По количеству рабочих колес центробежные насосы делятся на два типа:
Одноступенчатый центробежный насос №1
Он состоит только из рабочего колеса, которое вращается на валу внутри корпуса насоса.
Он предназначен для создания потока жидкости с помощью двигателя. Одноступенчатый центробежный насос является одним из самых простых типов насосов, доступных во многих конструктивных вариантах.
Многоступенчатый центробежный насос №2
Многоступенчатый центробежный насос состоит из нескольких рабочих колес, последовательно соединенных в корпусе насоса. При этом жидкость поступает из первого рабочего колеса под давлением всасывающей линии и выходит под некоторым высоким давлением.
Выходя из первой ступени, жидкость поступает во вторую стадию, где давление еще больше возрастает. Эти насосы обеспечивают более высокую эффективность за счет меньшего зазора рабочего колеса и меньшего диаметра рабочего колеса.
№2 В зависимости от типа корпуса
В зависимости от типа корпуса центробежные насосы делятся на два типа.
Турбинный насос №1
Турбинные насосы являются наиболее популярным типом центробежных насосов. Он состоит из числа лопастей, установленных на рабочем колесе.
Эти лопасти закреплены на кольце диффузора. Пространство между лопастями определяет направление потока жидкости.
Жидкость из крыльчатки протекает через полости под высоким давлением. После выхода из лопасти жидкость попадает в корпус спиральной или сферической формы. Они используются в системах с чистыми жидкостями, требующих высокого напора, низкого расхода, компактной конструкции и гибкости в эксплуатации.
Спиральный насос №2
В этом типе рабочее колесо насоса закрыто спиральным корпусом. Он принимает жидкость, перекачиваемую крыльчаткой, поддерживая скорость жидкости через диффузор. Когда жидкость выходит из крыльчатки, она имеет высокую кинетическую энергию, и улитка регулирует этот поток на выходе.
Сконструирован таким образом, что жидкости с одинаковой скоростью могут выходить из рабочего колеса и поступать в насос. Спиральный насос обеспечивает минимальные потери энергии. Эти насосы не могут преобразовывать кинетическую энергию в максимальную потенциальную энергию.
№3 В зависимости от ориентации жидкости
В зависимости от ориентации потока жидкости через рабочее колесо насосы подразделяются на три типа.
Радиальный насос №1
Это тип центробежного насоса, в котором регулируемая жидкость выходит из рабочего колеса в радиальном направлении. Радиальное движение потока в рабочем колесе вызывает большую центробежную силу. Это приводит к более высокому давлению нагнетания, но обычно к более низкому объемному расходу.
Эти насосы обычно используются для подъемного орошения и дренажа сельскохозяйственных земель. Кроме того, они также используются на атомных электростанциях, при обработке морской воды, снабжении пресной водой, питании котлов и других приложениях.
Осевой насос №2
В этом типе вода входит в насос радиально, а нагнетается в осевом направлении. Поэтому такие насосы называются осевыми насосами. Насос с осевым потоком обеспечивает относительно высокий напор (расход) при относительно коротком напоре (вертикальном расстоянии).
Эти насосы обычно используются для больших объемных потоков при небольшом напоре. Осевые насосы используются для перемещения несжимаемых жидкостей.
Насос со смешанным потоком №3
Как следует из названия, это среднее направление между радиальным (перпендикулярно оси) и аксиальным (вдоль оси). При этом жидкость движется вдоль оси рабочего колеса на половину расстояния. После этого он начинает двигаться перпендикулярно оси (радиально).
№4 В зависимости от положения насоса
В зависимости от положения центробежные насосы снова делятся на два типа.
Горизонтальный насос №1
Работа этого насоса основана на постоянном перекачивании жидкости из всасывающего патрубка, расположенного в центре рабочего колеса. Горизонтальный насос подает жидкость с очень высокой скоростью с помощью приводного двигателя.
Обеспечивает эффективный поток жидкости. Поскольку насос обеспечивает отличную производительность, он очень плотно закрыт, и это экологически чистые насосы.
Эти насосы достаточно надежны для широкого спектра водных применений.
Вертикальный насос №2
Эти насосы также перекачивают жидкости с помощью двигателя. Он имеет высокую скорость потока воды и подходит для высокоскоростной транспортировки химикатов. Вертикальный насос использует опорное устройство подшипника для опускания вихря в резервуар для воды.
Эти подшипники устанавливаются снаружи резервуара для воды, и для вращения также используется вал. Он предназначен для работы с коррозионно-активными жидкостями при очистке сточных вод, дренаже отстойников, перекачивании резервуаров и других промышленных применениях.
Погружной насос №3
Этот насос перемещает воду на поверхность, преобразуя энергию вращения в кинетическую энергию и энергию давления. Это делается путем подачи воды в насос. На впуске вращение крыльчатки проталкивает воду через диффузор. Из диффузора он подается на поверхность.
Эти насосы перекачивают серую воду, черные отходы, подземный грунт, чистую воду, дождевую воду, химикаты и другую влагу.
Эти насосы выбираются в соответствии с высоким напором жидкости и низким расходом или низким напором и высоким расходом.
Читайте также: Различные типы пневматических клапанов и их применение [PDF]
Необходимо для центробежного насоса
Давление, создаваемое рабочим колесом центробежного насоса, пропорционально плотности жидкости в рабочем колесе. Если крыльчатка работает в воздухе, она будет создавать незначительное давление, которое может не всасывать воду через всасывающую трубу. Чтобы этого избежать, насос сначала грунтуется, т. е. заполняется водой.
Читайте также: Что такое поршневые насосы? Принцип работы поршневого насоса
Разница между центробежным насосом и поршневым насосом
Центробежный насос имеет более простую конструкцию, чем поршневой насос. Потому что центробежный насос имеет меньше деталей.
Центробежный насос имеет больший вес за счет данного нагнетания. Где поршневой насос имеет меньший вес насоса для данного расхода.
Центробежные насосы подходят для больших нагнетаний с небольшим напором. Если поршневые насосы подходят для меньшего напора с высоким напором,
Центробежный насос требует большей площади и тяжелого фундамента. Поршневой насос требует меньше места на полу с простым фундаментом.
Центробежный насос имеет меньший износ по сравнению с поршневым насосом и может перекачивать грязную воду.
Подача центробежного насоса непрерывна и нуждается в заливке. В то время как подача поршневого насоса пульсирует и не требует заливки.
Центробежный насос имеет низкий КПД и может работать на больших скоростях. Тогда как поршневой насос имеет высокий КПД и не может работать на более высокой скорости.
Центробежный насос требует меньше затрат на обслуживание по сравнению с поршневым насосом.
Читайте также: Различные типы манометров и их применение
Преимущества центробежного насоса
- Самым значительным преимуществом центробежных насосов является их простота.
№
- Они подходят для большого напора и меньшего напора.
- Для них не требуются клапаны или множество движущихся частей.
- Этот насос позволяет им работать на высоких скоростях с минимальным обслуживанием.
- Их выход очень стабильный и стабильный.
- Центробежные насосы обеспечивают большую гибкость, легко перемещаются и не занимают много места.
Недостатки центробежного насоса
- Насос использует вращение, а не всасывание для перемещения воды. Поэтому у него нет мощности всасывания.
- Центробежные насосы всегда сталкиваются с проблемой кавитации.
- Во время работы насоса может возникнуть перекос вала.
- Эти насосы не предназначены для работы с высоковязкими жидкостями, а также с высоким напором.
- Это также повреждает уплотнительное кольцо, компенсационное кольцо и рабочее колесо.
Применение центробежного насоса
- Эти насосы широко используются в быту, например, для перекачивания воды из одного места в другое.
- Они также используются для рециркуляции хладагента и охлаждающей жидкости.
- Этот насос также используется для дренажа, орошения и дождевания.
- Центробежные насосы широко используются в газовой и нефтяной промышленности для перекачивания шламов, буровых растворов и нефти.
- Эти насосы также ценны для канализационных систем.
Вот и все. Спасибо за чтение. Если у вас есть какие-либо вопросы или сомнения, оставьте комментарий. Если вы нашли эту статью полезной, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.
Хотите получать бесплатные PDF-файлы на свой почтовый ящик? Тогда подпишитесь на нашу рассылку.
[jetpack_subscription_form show_subscribers_total = “false” button_on_newline = “false” custom_font_size = “16px” custom_border_radius = “0” custom_border_weight = “1” custom_padding = “15” custom_spacing = “10” color submit_button_classes = “has-contrast has-border-border” -background has-accent-background-color» email_field_classes = «has-contrast-border-color» show_only_email_and_button = «true» success_message = «Успех! Только что было отправлено письмо для подтверждения вашей подписки.
Пожалуйста, найдите письмо сейчас и нажмите «Подтвердить подписку», чтобы начать подписку».]
Скачать эту статью в формате PDF:
Щелкните здесь, чтобы загрузить
Подробнее в этом блоге:
- Фрезерный станок и типы формовочных станков.
- Для чего используются сверлильные станки?
- Типы станков с ЧПУ и их работа [Полное руководство]
Как работает центробежный насос?
Центробежные насосы имеют широкий спектр применения, где повышение давления вызывается центробежными силами.
- 1 Радиальные, осевые и смешанные насосы
- 2 Кавитация
- 3 Значение NPSH
- 3.1 Значение NPSH системы трубопроводов (NPSHA)
- 3.2 Значение NPSH насоса (NPSHR) Меры по предотвращению кавитации 1 900
- 5 Процедура запуска и остановки центробежных насосов
Радиальные, осевые и смешанные насосы
Центробежные насосы представляют собой турбомашины, перекачивающие жидкости за счет центробежной силы, создаваемой вращающимися рабочими колесами.
Рисунок: Центробежный насосПо оси рабочего колеса перекачиваемая жидкость поступает во всасывающий патрубок насоса на стороне всасывания. Вращающееся в насосе рабочее колесо разгоняет жидкость под действием центробежной силы.
Увеличение скорости увеличивает динамическое давление в жидкости. При выходе из рабочего колеса жидкость снова замедляется на выпускном отверстии из-за скопившейся жидкости. Таким образом, динамическое давление жидкости преобразуется в статическое давление (подробнее о связи между динамическим и статическим давлением можно прочитать в статье Эффект Вентури). В результате статическое давление на выпускном отверстии сильно возрастает. Это высокое давление позволяет жидкости преодолевать определенный геодезический напор.
Рисунок: Конструкция радиального центробежного насоса (упрощенно) Анимация: Принцип действия центробежного насосаВ зависимости от конструкции насоса или рабочего колеса жидкость покидает рабочее колесо в радиальном или осевом направлении.
Рисунок: Рабочее колесо центробежного насосаНасосы, создающие радиальный поток, также называются радиальными насосами . Рабочие колеса радиальных насосов выполнены либо в виде закрытого рабочего колеса с крышкой, либо в виде открытого рабочего колеса (последнее показано на рисунках).
Если жидкость выходит из рабочего колеса в осевом направлении, эта конструкция также называется осевым насосом . В этом случае крыльчатка действует как гребной винт корабля, за исключением того, что в этом случае гребной винт неподвижен и, таким образом, создает поток внутри трубы. Поэтому осевые насосы также называются пропеллерными насосами . Они часто используются в качестве циркуляционных насосов на химических предприятиях. Существуют также центробежные насосы, в которых жидкость не покидает рабочее колесо точно в осевом или радиальном направлении. Эти насосы затем называются 9Насосы с диагональным потоком 0763 или насосы смешанного потока .
Рисунок: Принцип работы осевого насосаЦентробежные насосы – это турбомашины, которые подают жидкости за счет центробежных сил! В зависимости от потока, создаваемого рабочим колесом, они называются насосами с радиальным потоком, насосами с осевым потоком или насосами со смешанным потоком!
Анимация: Принцип работы осевого насосаВ отличие от осевых насосов, радиальные насосы могут обеспечивать более высокий напор, но обычно они обеспечивают относительно низкий расход. Для достижения высокого расхода может потребоваться параллельное подключение нескольких насосов с радиальным потоком. Осевые насосы обеспечивают высокий объемный расход, но относительно низкий напор (около 15 м). Для достижения больших напоров с осевыми насосами может потребоваться последовательное подключение нескольких насосов. Компромисс между преимуществами и недостатками обоих типов насосов предлагают смешанные насосы.
Радиальные насосы обеспечивают высокий напор при низком напоре, тогда как осевые насосы обеспечивают высокий напор при низком напоре.
Насосы со смешанным потоком представляют собой компромисс обеих конструкций.
Радиальные рабочие колеса с одной, максимум с тремя лопастями используются для перекачивания сильно загрязненных жидкостей или жидкостей, содержащих твердые частицы. Небольшое количество лопастей увеличивает проходное сечение и, таким образом, улучшает поток через рабочее колесо. Такие рабочие колеса также называются канальными рабочими колесами 9.0764 . В случае пропеллерных насосов винтовая конструкция рабочего колеса используется, когда речь идет о перекачивании жидкостей, содержащих твердые частицы.
Рисунок: Типы рабочих колес для центробежных насосовКавитация
Насос всасывает жидкость за счет отрицательного давления, создаваемого на всасывающем патрубке. Точнее: более высокое давление окружающей среды за пределами всасывающей трубы выталкивает жидкость в насос в направлении отрицательного давления (принцип питья через соломинку). Поскольку окружающее давление составляет 1 бар, а насос может создать максимум вакуум, давление, с которым жидкость может быть нагнетена в насос, ограничено максимальным значением 1 бар.
Рисунок: Высота подъема (геодезическая высота всасывания и высота нагнетания)Это позволяет достичь только ограниченной геодезической высоты всасывания. В случае откачки воды максимальная высота всасывания при создании идеального вакуума теоретически составляет 10 метров.
Однако высота всасывания центробежного насоса ограничена не только давлением окружающей среды, но и кавитацией . Кавитация — это образование пузырьков пара, когда статическое давление в жидкости падает ниже давления пара. Давление паров воды при температуре 20 °С равно 23 мбар. Если статическое давление в воде падает ниже этого значения, вода начинает локально испаряться даже при такой низкой температуре и образуются маленькие пузырьки газа (аналогично всплывающим пузырькам пара при кипении воды).
Если давление в насосе впоследствии снова повышается, пузырьки газа становятся нестабильными и взрываются. Поскольку это пузырек, заполненный газом, плотность частиц относительно мала. Таким образом, пузырь схлопывается практически без сопротивления.
В схлопывающемся пузыре окружающая жидкость так сильно ускоряется, что возникающие микроструи создают локальное давление в несколько тысяч атмосфер! Если такие микроструи попадают на лопасти рабочего колеса, это со временем приводит к их повреждению. Возникновение кавитации часто можно заметить по громким шумам или вибрации насоса.
Кавитация – это образование пузырьков пара и их последующее схлопывание, при котором возникающие микроструи разрушают поверхности компонентов!
Области с относительно низким статическим давлением особенно подвержены образованию пузырьков пара. Это имеет место на входе в насос по двум причинам. С одной стороны, в насосе все равно должно быть отрицательное давление, чтобы жидкость вообще могла подаваться в насос. Кроме того, согласно эффекту Вентури статическое давление уменьшается при увеличении скорости потока. Особенно на входе в рабочее колесо скорость потока особенно высока из-за уменьшенного входного поперечного сечения, и поэтому статическое давление является самым низким.
Если давление там падает ниже давления пара, образуются пузырьки газа, которые в конечном итоге взрываются из-за повышения давления в насосе.
Значение NPSH
Очевидно, что риск кавитации особенно высок, когда насос должен создавать сильное отрицательное давление для подачи жидкости. С точки зрения системы трубопроводов это имеет место при больших геодезических высотах всасывания и больших потерях напора во всасывающей трубе (вызванных трением). С точки зрения насоса риск кавитации высок при высоких скоростях потока, поскольку это, в свою очередь, означает высокие скорости потока и, таким образом, приводит к сильному падению статического давления.
Значение NPSH трубопроводной системы (NPSHA)
Для безкавитационной работы центробежных насосов необходимо обеспечить, чтобы общее давление на входе в насос (центр всасывающего патрубка в качестве исходного уровня) не падало ниже давление паров перекачиваемой жидкости. Существующая разность Δp между полным давлением на входе p в,tot и давлением паров жидкости p vap определяется по следующему уравнению, где полное давление может быть записано как сумма статических давлений p 92 \right) – p_\text{vap} \\[5px]
Рисунок: Чистый положительный напор на всасывании (значение NPSH)
\end{align}В чем смысл этого уравнения? Без учета потерь полное давление на входе (слагаемое в круглых скобках) соответствует полному давлению, с которым среда вдавливается в открытый конец всасывающей трубы за счет сохранения энергии.
Этому давлению противодействует давление паров жидкости на другом конце всасывающей трубы (на входе в рабочее колесо) как минимально доступное давление. Таким образом, перепад давления Δp можно интерпретировать как чистое положительное давление всасывания , при котором жидкость могла бы всасываться в максимально без падения ниже давления пара.
Это чистое положительное давление всасывания также может быть преобразовано в эквивалентную высоту (напор) столба жидкости, которая может быть поднята при этом давлении всасывания. Это называется N et P ositive S uction H ead ( NPSH ). Для определения доступного значения NPSH трубопроводной системы (индекс A для 92}{2g} \right) – \frac{p_\text{vap}}{\rho g}} \\[5px]
\end{align}Используя расширенное уравнение Бернулли, можно установить связь между состояние жидкости в резервуаре (0), где жидкость всасывается, и состояние на входе в рабочее колесо (in).
Учитываются также потери давления Δp потери во всасывающем трубопроводе , при этом кинетическими энергиями пренебрегают из-за обычно малой скорости снижения уровня жидкости в баке (v 92}{2g} = \frac{p_0}{\rho g} – H_\text{s} – H_\text{loss}} \\[5px]
\end{align}Термин в круглых скобках в уравнении (\ref{a}) теперь можно заменить уравнением (\ref{pe}):
\begin{align}
&\text{NPSH}_\text{A} = \left(\frac{ p_0}{\rho g} – H_\text{s} – H_\text{потеря} \right) – \frac{p_\text{vap}}{\rho g} \\[5px]
&\boxed{ \text{NPSH}_\text{A} = \frac{p_0-p_\text{vap}}{\rho g} – H_\text{s} – H_\text{потеря}} \\[5px]
\end{align}В этом уравнении H потеря обозначает потерю напора из-за трения и потери потока внутри всасывающей трубы. Геодезическая высота всасывания H s соответствует перепаду высот между уровнем жидкости в баке и входом в рабочее колесо. Для так называемого режима всасывания , т.
е. когда резервуар находится ниже входа насоса, для высоты всасывания необходимо использовать положительное значение. Если бак выше, чем входное отверстие насоса, это называется режим работы под давлением , а значение «напора на всасывании» имеет отрицательный знак.
Значение NPSH насоса (NPSHR)
Значение NPSH A соответствует располагаемому напору из-за характеристик системы трубопроводов. Для работы без кавитации насос с предусмотренным напором не должен превышать значение NPSH A системы. Поэтому абсолютно необходимо, чтобы насос создавал более низкое значение NPSH, чем возможное с точки зрения системы. Поэтому значение NPSH насоса обозначается как NPSH 9.0809 Значение R (индекс R для R требуется).
Значения NPSH R центробежных насосов указаны производителями в их технических паспортах. Значение NPSH R сильно зависит от скорости вращения крыльчатки и подаваемого расхода.
По соображениям безопасности значение NPSH A системы должно быть примерно на 0,5 м выше, чем значение NPSH R насоса:
\begin{align}
&\boxed{\text{NPSH}_\text{ A} \geq \text{NPSH}_\text{R} + 0,5 \text{ m}} ~~~\text{безкавитационная работа} \\[5px]
\end{align}Меры по предотвращению кавитации
Если кавитация возникает во время работы центробежного насоса, необходимо принять соответствующие контрмеры. Уменьшение скорости потока имеет решающее значение для предотвращения чрезмерного падения давления.
С точки зрения насоса этого можно добиться, например, за счет уменьшения скорости вращения рабочего колеса. Тем не менее, скорость потока уменьшается с этой мерой. Если такое снижение расхода нежелательно, необходимо использовать насос большей мощности, обеспечивающий тот же расход при более низких скоростях.
Чрезмерное падение давления также можно предотвратить с помощью так называемого индуктора . Индуктор представляет собой осевое рабочее колесо, которое подсоединено перед рабочим колесом насоса и установлено на том же валу.
Рисунок: Индуктор центробежного насосаИндукторы повышают статическое давление жидкости до того, как она попадет в фактическое рабочее колесо (или перед первой ступенью нескольких рабочих колес) и, таким образом, уменьшают риск падения давления ниже давления пара (уменьшение значения NPSHR насоса).
Центробежные насосы с индукторами работают в диапазоне частичной нагрузки, так как при полной нагрузке в индукторах может возникнуть кавитация. Поэтому насосы с индукторами не могут охватывать весь диапазон нагрузок по сравнению с насосами без индукторов. Из-за дополнительных крыльчаток эффективность преобразования энергии также ниже.
Меры по уменьшению/предотвращению кавитации также могут быть приняты с точки зрения системы трубопроводов. Увеличение поперечного сечения всасывающей трубы (при постоянном расходе) также вызывает уменьшение скорости потока. В связи с этим всасывающая труба также должна быть проверена на наличие засоров.
Еще одна возможность избежать кавитации – максимально снизить геодезическую высоту всасывания.
Для этого либо всасывающий бак должен быть выше, либо насос ниже. Также может быть необходимо рассмотреть возможность переключения с режима всасывания на режим нагнетания.
Процедура запуска и остановки центробежных насосов
Центробежные насосы нельзя просто включать и выключать, так как это может привести к повреждению насоса. Поэтому необходимо соблюдать определенную процедуру. Прежде всего, насос нельзя включать, когда внутри насоса нет жидкости, и насос не должен работать всухую во время работы. С одной стороны, центробежные насосы обычно не могут создавать эффект всасывания при работе всухую и, следовательно, не могут перекачивать жидкость (исключение: 9).0763 самовсасывающие насосы (например, насосы с боковым каналом). С другой стороны, протекающая жидкость также служит для охлаждения насоса. Если это охлаждение отсутствует, насос очень быстро перегревается. Кроме того, давление жидкости оказывает определенное центрирующее действие на вращающиеся компоненты внутри насоса и, таким образом, предотвращает прямой контакт с соседними корпусами.
По указанным выше причинам центробежные насосы часто имеют защиту от сухого хода , которая немедленно отключает насос при отсутствии жидкости.
Поэтому перед запуском насоса его необходимо заполнить жидкостью ( заливка ). При заполнении насоса его нельзя снова опорожнять через всасывающую трубу. По этой причине во всасывающем трубопроводе обычно устанавливается обратный клапан или донный клапан (обратный клапан), который автоматически предотвращает обратный поток. Также может быть установлен простой запорный вентиль или задвижка , которую затем нужно сначала закрыть вручную.
Рисунок: Процедура запуска и остановки центробежных насосовЕсли бы насос был включен сразу после заполнения и с открытым клапаном, насос сразу же обеспечил бы высокую скорость потока. Чтобы привести вал электродвигателя во вращение и в то же время обеспечить высокую скорость потока, потребовалась бы очень большая электрическая мощность двигателя.
Это может привести к перегреву. Чтобы этого не произошло, скорость потока должна быть дросселирована при запуске насоса.
Однако скорость потока не регулируется запорным клапаном на всасывающей трубе, так как сужение во всасывающей трубе увеличивает скорость потока и, таким образом, создает риск кавитации. По этой причине в нагнетательном трубопроводе имеется еще один запорный клапан, который изначально закрыт при включении насоса и только постепенно открывается, так что скорость потока медленно увеличивается до своего максимума.
Таким образом, центробежные насосы запускаются в соответствии со следующей процедурой:
- Закрыть клапан на всасывающей трубе (предотвращает работу насоса всухую)
- Заполнить насос жидкостью (достижение эффекта всасывания и защита от перегрева)
- Закрыть вентиль на напорной трубе
- Полностью открыть вентиль на всасывающей трубе (избегая кавитации)
- Включить двигатель насоса
- Медленно открыть вентиль на напорной трубе (предотвратить перегрев двигателя)
При отключении насоса также необходимо выполнить определенную процедуру.
Сначала снова медленно закрывается клапан на выпускной трубе. Следует избегать слишком быстрого закрытия, потому что в противном случае жидкость за клапаном будет продолжать течь из-за его инерции, и, таким образом, будет создано очень высокое отрицательное давление. Затем отрицательное давление снова втягивает жидкость обратно и ударяет по клапану с полной силой. Это может разрушить как клапан, так и трубу.
После закрытия клапана на нагнетательном трубопроводе насос можно отключить. Затем запорный клапан на всасывающей трубе следует снова закрыть, чтобы предотвратить работу насоса вхолостую. С обратными клапанами это происходит автоматически.
Таким образом, центробежные насосы останавливают с помощью следующей процедуры:
- Медленно закройте клапан на напорной трубе (предотвращая скачки давления)
- Выключите двигатель насоса
- Закройте запорный клапан на всасывающей трубе (предотвращает работу насоса всухую)
Принципы центробежных насосов
Гиды
Поделиться:
Многие гидравлические системы используют центробежные насосы для перемещения жидкости по системе трубопроводов.
Все эти насосы основаны на центробежной силе как на фундаментальном принципе их работы. Центробежная сила воздействует на объект или материал, движущийся по кругу, заставляя его отклоняться от центральной оси или центральной точки траектории, по которой он движется. Эта сила может использоваться для регулирования давления и движения внутри насосной установки, а в сочетании с рядом других принципов центробежного перекачивания образует неотъемлемую часть гидравлических механизмов.
Как правило, центробежный насос основан на корпусе, заполненном жидкостью, обычно водой. Специальный блок внутри корпуса производит быстрое вращательное движение, которое заставляет воду вращаться, создавая центробежную силу, которая направляет ее через выпускное отверстие. Сбрасываемая вода создает вакуум для атмосферного давления, чтобы вытеснить больше воды из корпуса. Это непрерывный процесс, зависящий главным образом от непрерывного вращательного движения и постоянной подачи воды. Большинство центробежных насосов основаны на вращении крыльчатки или лопасти для обеспечения вращательного движения, хотя конструкция и реализация этих систем могут различаться в зависимости от производительности и требований проекта.
Основные концепции центробежных насосовЧтобы лучше проиллюстрировать основные принципы центробежной откачки, может быть полезно рассмотреть упрощенную версию промышленного насосного механизма. Цилиндрическая банка с парой вращающихся лопастей внутри может быть прикреплена к валу. Этот вал имеет шкив, отвечающий за встряхивание банки вращательными движениями. Как только банка наполняется водой, шкив начинает вращать вал с высокой скоростью, заставляя банку вращаться. Когда вода в банке вращается, центробежная сила выталкивает ее к стенкам банки, где она прижимается к краям емкости.
Поскольку вода не может продолжать двигаться наружу через стенки сосуда, она начинает подниматься вверх и, в конце концов, переливается через край, в то время как вода в центральной точке стекает вниз. Перетекающая вода движется с той же скоростью, что и у края, а это означает, что кинетическая энергия, которую она производит, может поддерживаться, если вода собирается и подается больше воды в насос.
Функции лопасти и рабочего колесаПоэтому обычно используется приемный контейнер для сбора пролитой воды, а к шахте прикрепляется резервуар для излишков для поддержания непрерывной подачи жидкости. Тот же эффект центробежной силы может быть достигнут без шкивного механизма путем вращения только лопастей или крыльчаток внутри корпуса.
Радиальные лопасти в водяном корпусе заставляют воду вращаться при вращении корпуса или при вращении самих лопастей, что делает их важными компонентами большинства центробежных насосных систем. Точно так же крыльчатка представляет собой неотъемлемую часть насосного агрегата, поскольку она обеспечивает вращательную силу, которая приводит в движение лопасти. Общие типы конструкций лопастей и крыльчаток включают:
- Прямая лопатка: В этой базовой конфигурации вода поступает в корпус через впускное отверстие на рабочем колесе. Крыльчатка вращает свои лопасти, заставляя воду вращаться и создавая центробежную силу, которая создает давление по внешнему диаметру крыльчатки.
Когда приложено достаточное усилие, вода выталкивается наружу из крыльчатки и проходит через выпускной канал на одном конце корпуса.
- Изогнутая лопасть: В этой конструкции используются как изогнутые лопасти, так и изогнутый корпус. Впускная труба направляет воду к центру или «глазу» рабочего колеса, где изогнутые лопасти начинают выталкивать ее к краю корпуса по спирали. По мере того как вращательная сила продолжает оказывать давление, вода направляется в выпускной канал.
- Улитка: Улитка представляет собой спиральную кривую в одной плоскости, отступающую от центральной точки. Он спроектирован так, чтобы соответствовать форме корпуса, окружающего рабочее колесо центробежного насоса¸, и образует проход для сбрасываемой воды. Улитка расширяется через определенные промежутки времени, расширяясь по мере продвижения по течению воды.
Другие насосы Артикул
- Погружные насосы
- Электрический погружной насос
- Обычные тепловые насосы
- Типы гидравлических насосов
- Типы насосов – Руководство по покупке Томаса
- Что такое поршневые насосы прямого вытеснения и как они работают?
- Все о поршневых насосах: типы, применение и принципы работы
- Все об аксиально-поршневых насосах: что это такое и как они работают
- Все о роторно-лопастных насосах — типы, применение и принципы работы Центробежный насос
- и поршневые насосы прямого вытеснения — в чем разница?
- Все о радиально-поршневых насосах: что это такое и как они работают
- Типы водяных насосов
- Ведущие поставщики центробежных насосов
- Ведущие производители насосов и компании в США в мире
- Все о шестеренных насосах с внешним зацеплением: что это такое и как они работают
- Все о шестеренных насосах с внутренним зацеплением: что это такое и как они работают
- Что такое спиральный насос? Обзор спиральных, турбинных и центробежных насосов
- Все о пластинчато-роторных насосах: что это такое и как они работают
- Все о центробежных насосах: типы, применение и принципы работы
Еще от насосов, клапанов и аксессуаров
Насосы, клапаны и аксессуары
Насосы, клапаны и аксессуары
Насосы, клапаны и аксессуары
Насосы, клапаны и аксессуары
Насосы, клапаны и аксессуары
Насосы, клапаны и аксессуары
Найдите и оцените OEM-производителей, производителей на заказ, сервисные компании и дистрибьюторов.