Работа центробежного насоса: Принцип работы центробежных насосов — Гидромашина

alexxlab | 20.02.2020 | 0 | Разное

Принцип работы центробежного многоступенчатого насоса ЦНС

Главная » Это интерестно » Принцип работы центробежного многоступенчатого насоса ЦНС

Перед изучением статьи рекомендуем вам изучить устройство насоса ЦНС в данной статье.

Работа насоса основана на взаимодействии лопаток вращающегося ко­леса и перекачиваемой жидкости.

Вращаясь, рабочее колесо сообщает круговое движение жидкости находя­щейся между лопатками. Вследствие возникающей центробежной силы, жидкость от центра колеса перемещается к внешнему выходу, а освобождающееся простран­ство вновь заполняется жидкостью, поступающей из всасывающей трубы под дей­ствием атмосферного или избыточного давления.

Выйдя из рабочего колеса, жидкость поступает в каналы направляющего ап­парата и затем во второе рабочее колесо с давлением, созданным в первой секции, откуда жидкость поступает в третье рабочее колесо с увеличенным давлением, соз­данным второй секцией и т.

д. Выйдя из последнего рабочего колеса, жидкость че­рез направляющий аппарат на выходе проходит в крышку нагнетания, откуда поступает в нагнетательный трубопровод.

Благодаря тому, что корпус насоса состоит из отдельных секций, имеется возможность, не меняя подачи, менять напор путем установки нужного числа сек­ций. При этом меняется только длина вала и стяжных шпилек.

Во время работы насоса, вследствие давления жидкости на неравные по пло­щади боковые поверхности рабочих колес, возникает усилие, которое стремиться сместить ротор насоса в сторону всасывания.

Для уравновешивания указанного осевого усилия в насосе применяется гидравличе­ская пята, состоящая из диска гидравлической пяты, кольца гидравлической пяты и втулки.

Во время работы насоса жидкость проходит через кольцевой зазор, образо­ванный отверстием крышки нагнетания и втулкой и давит на диск гидравличе­ской пяты с усилием, которое по величине равно сумме усилий, действующих на рабочее колесо, но направленным в сторону нагнетания.

Таким образом, ротор насоса оказывается уравновешенным. Равенство усилий устанавливается автома­тически, благодаря возможности осевого перемещения ротора насоса. Часть жидко­сти из разгрузочной камеры гидравлической пяты проходит между втулкой и сальниковой набивкой, чем достигается жидкостная смазка трущихся поверхно­стей и их охлаждение. Другая (основная) часть жидкости из разгрузочной камеры гидравлической пяты в насосах типа ЦНС, ЦНСМ, ЦНС(н) отводится че­рез резьбовое отверстие и штуцер в дренаж.

При работе насоса с давлением на входе до 0,З МПа, вытекающую из шту­цера жидкость можно направить во всасывающий трубопровод.

В насосах типа ЦНСГ вода из разгрузочной камеры гидропяты отводится наружу или во всасывающий трубопровод.

Между втулкой и сальником всегда должна протекать перекачиваемая жидкость в количестве 15-30 л/ч. Излишнее затягивание сальников ускоряет износ втулок и увеличивает потери на трение.

В крышке всасывания и кольца направляющего аппарата имеется отвер­стие через которое вода под давлением созданным первым рабочим колесом, прохо­дит к втулке гидрозатвора, в которой имеется отверстие для подвода воды к ру­башке вала, при этом болт должен быть вывинчен из крайнего ниж­него положения на 8-12 оборотов.

Конструкция насосов ЦНСГ предусматривает охлаждение подшипни­ков водой от постороннего источника. Охлаждаемая вода должна подаваться с дав­лением не выше 0,З МПа (З кгс/см²). В насосах ЦНСГ отсутствует резиновое коль­цо, устройство для выпуска воздуха и обводная система.

В насосах ЦНС(Г) для возможности работы с холодной и горячей водой име­ется резиновое кольцо и предусмотрено охлаждение подшипников аналогично насосам типа ЦНСГ.

Привод насоса – от электродвигателя через упругую втулочнопальце­вую муфту. Вращение ротора насоса правое (по направлению движения часовой стрелки), если смотреть со стороны электродвигателя.

22 Работа центробежного насоса на трубопровод

Разность высот напорного и приемного уровней H_г назовем геометрическим напором насосной установки.

Для перемещения жидкости по трубопроводам установки из приемного резервуара в напорный, необходимо затрачивать энергию на:

• подъем жидкости на высоту H_г;

• преодоление разности давлений p” – p‘ в резервуарах;

• преодоление суммарного гидравлического сопротивления Σh_пот всасывающего и напорного трубопроводов.

энергия, необходимая для перемещения единицы веса жидкости из приемного резервуара в напорный по трубопроводам насосной установки или потребный напор установки:

.

–статический напор установки.

Как правило, при наличии свободной поверхности в приемном и напорном резервуарах разница давлений в них ничтожно мала, поэтому .

Характеристикой насосной установки называется зависимость потребного напора от расхода жидкости. Геометрический, а следовательно, и статический напор от расхода не зависят. От расхода зависят гидравлические потери, причем при турбулентном режиме течения эта зависимость квадратичная:

Σ h_пот = k Q²,

где k

– коэффициент, учитывающий гидравлические потери в трубопроводе (сопротивление трубопроводов насосной установки).

Характеристика насосной установки приведена на рис. 16.14. Уровни, на которых размещены резервуары, на рисунке вычерчены в масштабе оси напоров, уровень приемного резервуара совмещен с осью абсцисс. График состоит из двух слагаемых – постоянного гидравлического статического напора H_г и квадратичной составляющей .

Насос насосной установки работает в режиме, при котором потребный напор равен напору насоса.

Для определения режима работы насоса на график характеристики насосной установки в том же масштабе следует нанести характеристику насоса. Точка пересечения этих характеристик (точка А) и является рабочей точкой насоса.

Оказывается, насос и не может работать в другом режиме.Предположим (рис.) что насос работает в режиме

В. В этом случае напор, создаваемый насосом, – H_B. Напор, расходуемый при движении жидкости по трубопроводам установки, определится при том же расходе, т. е. будет H_{B потр}. Видим, что H_{B потр} меньше H_B, значит, энергия, расходуемая на преодоление сопротивления, меньше, чем энергия, сообщаемая насосом.Избыток энергии идет на приращение кинетической энергии жидкости, т. е. на увеличение ее скорости. Увеличение скорости ведет к увеличению расхода до тех пор, пока он не сравняется с Q_A.

Если насос работает в режиме С, то сообщаемый напор меньше потребного. Недостаток энергии восполняется за счет кинетической энергии потока, т. е. уменьшается скорость движения жидкости, соответственно уменьшается расход, и это происходит до тех пор, пока он опять не сравняется с

Q_A.

В данной характеристике насоса и насосной установки (трубопроводов) соответствует только одна рабочая точка. Между тем требуемая подача может меняться.

Для того чтобы изменить режим работы насоса, необходимо изменить либо характеристику насоса, либо характеристику трубопроводной сети (насосной установки). Такое изменение характеристик для обеспечения требуемой подачи называется регулированием. Регулирование центробежных насосов может осуществляться в основном двумя способами:

Иногда малые насосы регулируют перепуском части расхода из напорного трубопровода во всасывающий – изменяется характеристика установки (трубопровода).

Можно изготавливать насосы, имеющие поворотные лопасти, и регулировать угол наклона, изменяя характеристики насоса.

Регулирование задвижкой – дросселирование

На напорной стороне насоса при монтаже всегда устанавливается задвижка, которая выполняет запорно-регулирующие функции. С помощью этой задвижки можно менять подачу насоса от нуля до Q_А (рис. 16.17).

Пусть нам нужна подача не Q_A1, как у имеющегося в рассматриваемой установке насоса, а меньшая. Этой подаче соответствует точка А₂ на характеристике насоса. Для того чтобы установка работала в требуемом режиме, через эту точку должна пройти и характеристика трубопровода.

При полностью открытой задвижке режимная точка А₁ будет находиться на пересечении характеристик трубопровода и насоса, подача насоса при этом

Q_A1. Потери напора в трубопроводе, соответствующие подаче Q_A1, составят h_т1.

Для уменьшения подачи необходимо частично прикрыть задвижку, при этом подача становится равной Q_A2. Общее сопротивление трубопровода (с задвижкой) возрастает, и характеристика его проходит круче. Напорная характеристика насоса остается в прежнем положении. Подача, а, следовательно, скорость жидкости в трубопроводе уменьшаются, потери напора на трение определяются величиной h_т2. Насос при подаче Q_A2 создает напор H₂. Тогда величина h_зд (рис) соответствует потере напора в задвижке.

Так как регулирование работы насоса с помощью задвижки (дросселированием) вызывает дополнительные потери энергии, снижающие КПД установки, такой способ регулирования неэкономичен. Но благодаря исключительной простоте, такое регулирование получило широкое распространение.

Регулирование изменением частоты вращения насоса

Изменение частоты вращения насоса ведет к изменению его характеристики и, следовательно, рабочего режима. Нам остается только так изменить частоту вращения, чтобы попасть в необходимую нам рабочую точку. На рис. 16.18 показано положение напорных характеристик насоса при разных частотах вращения рабочего колеса .Положение характеристики трубопровода остается прежним. С уменьшением частоты вращения подача и напор будут уменьшаться. С уменьшением подачи уменьшится и скорость движения жидкости, а следовательно, уменьшатся и потери напораh _т.

Как при частоте вращения рабочего колеса n₁, так и при частоте n₂ напор, создаваемый насосом, полностью используется в трубопроводе для поднятия жидкости на геометрическую высоту H_г и преодоление сопротивления h_т. Поэтому регулирование работы насоса изменением частоты вращения более экономично, чем дросселирование. При этом отсутствуют непроизводительные потери мощности. Однако изменение частоты вращения рабочего колеса насоса технически сложное мероприятие, связанное с устройством специальной системы регулирования частоты.

Принцип работы центробежного насоса

| теория

Насос обычно используется для создания потока или повышения давления жидкости. Центробежные насосы относятся к категории динамических насосов. Принцип работы центробежных насосов заключается в передаче энергии жидкости посредством центробежной силы, развиваемой вращением рабочего колеса, имеющего несколько лопастей или лопастей. Основная теория работы центробежного насоса состоит из следующих рабочих стадий.

– Жидкость попадает в корпус насоса через проушину рабочего колеса.

– Энергия скорости сообщается жидкости посредством центробежной силы, создаваемой вращением рабочего колеса, и жидкость радиально выталкивается к периферии рабочего колеса.

– Энергия скорости жидкости преобразуется в энергию давления путем направления ее на расширяющийся кожух спиральной конструкции в центробежном насосе спирального типа или на диффузоры в турбинном насосе.

Насосы в первую очередь классифицируются как динамические насосы и объемные насосы. Как объяснялось в теории выше, динамические насосы работают, развивая высокую скорость жидкости. Насосы прямого вытеснения работают, нагнетая фиксированный объем жидкости. Динамическое действие в принципе работы центробежного насоса делает его сравнительно менее эффективным, чем объемные насосы. Однако они работают на относительно более высоких скоростях, что обеспечивает высокую скорость потока жидкости по отношению к физическому размеру насоса. Они также обычно требуют меньших затрат на установку и обслуживание. Благодаря этим преимуществам центробежные насосы наиболее часто используются в промышленности.

Анимационный видеоролик о принципе работы центробежного насоса описывает теорию работы как спиральных, так и турбинных насосов.

Принцип работы / теория центробежного насоса — анимационное видео

(Приведенное выше видео, в котором кратко объясняется принцип работы центробежных насосов, представляет собой УПРОЩЕННУЮ выдержку [для видео] из учебного курса по центробежным насосам , указанного на странице « Продукт »)

– Выше содержание НЕ является представителем курса промышленного обучения, указанного на странице продукта. Для подробного обучения на центробежных насосах
с обширными анимациями и ,
, которые дают Практическое понимание , вероятно, до уровня, никогда не достигнутого до получения

БЕСПЛАТНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ ВИДЕО / ОБУЧАЮЩИЕ ОБУЧЕНИЯ ПО ОБСЛУЖИВАНИЮ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ – РАБОТА / ТИПЫ
/ Описание / Классификация / Игры

Интерактивные

Типы компрессоров / классификация / игра

Типы центробежных насосов (API -610) / Игра

Типы клапанов / игра

Ротари ТИПЫ ТЕПЛООБМЕННИКОВ – ИГРА

ВИДЕО

ПРИНЦИП РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА | ТЕОРИЯ – АНИМАЦИЯ ВИДЕО

РАБОТА ПОРШНЕВОГО КОМПРЕССОРА – АНИМАЦИЯ ВИДЕО

УСТАНОВКА (ДЕМОНТАЖ) ТОРЦЕВОГО УПЛОТНЕНИЯ – АНИМАЦИЯ ВИДЕО

Wind Pump Working (ротационный насос) – видео с анимацией

РАБОТАНИЕ РАБОТЫ ДЕЙСКОГО НАССА (положительное смещение насоса) – Видео с анимацией

Цикл охлаждения – Цикл сжатия пара – Анимация видео

Нажмите на вышеуказанные ссылки для соответствующего оборудования. Обучающие видеоролики / учебные пособия по техническому обслуживанию.

НАСОСЫ НЕ СОСУТ! И другие основы центробежных насосов

Центробежные насосы охватывают широкую категорию насосов, поскольку они сильно различаются по размеру, производительности и возможностям. Вы найдете центробежные насосы в нескольких формах, таких как стандартные насосы с односторонним всасыванием, погружные и самовсасывающие (на фото справа), а также для различных применений.

Давайте вернемся к основам и поймем, как работают центробежные насосы, для чего они нужны и почему «насосы не сосут» (за исключением случаев, когда они не работают).

КАК РАБОТАЕТ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС

Центробежные насосы перемещают жидкость, используя центробежную силу для создания скорости жидкости. Жидкость поступает в насос через всасывающий патрубок в проушину рабочего колеса. Лопасти рабочего колеса улавливают жидкость и вращают ее как по касательной, так и радиально до тех пор, пока она не выйдет из насоса на стороне нагнетания. На выходе из насоса жидкость находится под большим давлением, чем на входе. Теперь крыльчатка делает всю работу? Нет, это только часть гидравлической конструкции центробежного насоса. Рабочее колесо полезно только в том случае, если перекачиваемая жидкость регулируется улиткой. Улитка — это еще одна часть гидравлической конструкции, которая преобразует скорость жидкости в давление и регулирует перекачиваемую жидкость при ее выходе из насоса.

Помните: Насосы НЕ Всасывают жидкость в насос. Скорее, атмосферное давление нагнетает воду в насос, сохраняя жидкость в ее естественном состоянии (изображение ниже любезно предоставлено Горман-Рупп). Даже самовсасывающие насосы не всасывают жидкость в насос. Из-за их конструкции и способности работать с воздухом атмосферное давление нагнетает жидкость в насос, снижая давление на стороне всасывания насоса.

ЛУЧШИЕ ПРИМЕНЕНИЯ

Центробежные насосы лучше всего подходят для воды и других жидкостей с низкой вязкостью. При перекачивании вязких жидкостей КПД насоса значительно снижается. С другой стороны, они более устойчивы к твердым частицам, чем поршневые насосы; некоторые даже сконструированы так, чтобы пропускать твердые частицы диаметром более 10 дюймов!

ПРЕИМУЩЕСТВА

Центробежные насосы отлично подходят для перекачивания больших объемов жидкостей с низкой вязкостью на высоких скоростях. Благодаря такому большому разнообразию вариантов нетрудно найти центробежный насос, подходящий практически для любого применения.

НЕДОСТАТКИ

Центробежные насосы очень чувствительны к условиям эксплуатации. Вибрация оборудования, дисбаланс и кавитация — это лишь некоторые из факторов, которые могут привести к буквальному саморазрушению центробежного насоса, о чем мы рассказываем в нашей самой популярной электронной книге 36 Ways to Kill Your Pump.

Общеизвестно, что центробежные насосы подходят не для КАЖДОГО применения, поэтому при выборе насоса обязательно проконсультируйтесь с квалифицированным инженером.