Типи насосів та їх основні характеристики.

    Насоси – це гідравлічні машини, які передають рідині, що протікає всередині них, енергію, отриману зовні. Завдяки цьому рідина піднімається на деяку висоту або отримує відповідний тиск. Переважно до насосів підводять механічну енергію (відцентрові, поршневі і т. п.) або, що рідше, використовують потенціальну чи кінетичну енергію рідкого або газоподібного середовища (струменеві, ерліфти і т. п.). За принципом роботи і конструкції робочих органів насоси поділяються на об'ємні та динамічні. В динамічних рідина під дією сили переміщується в камері, яка постійно поєднана із входом і виходом насоса. Об'ємні насоси працюють за принципом, при якому рідина переміщується шляхом періодичної зміни об'єму камери при перемінному поєднанні її із входом і виходом. Рідина за кожний цикл подається певними порціями - об'ємами.

    До динамічних насосів відносять: лопатеві (відцентрові, осьові, діагональні), в яких рідина перемішується шляхом обтікання лопатей робочого колеса (рис. 4. І а, б); вихрові, в яких рідина переміщується по периферії робочого колеса (рис. 4. І в); шнекові, в яких рідина пе­реміщується шнеком (гвинтом) вздовж його осі (рис.4. 1 г); ерліфти (повітряні водопідйомники), в основу роботи яких покладено принцип використання різниці густини рідини і повітряно-водяної суміші в системі сполучених трубопроводів (рис. 4. 2); струменеві, які використовують енергію рідини, що

підводиться зовні (рис. 4.3): гідравлічні тарани, в яких для підняття рідини використовується енергія гідравлічного удару, та інші. Об'ємні і поршневі насоси працюють за принципом механічного витіснення замкненого об'єму рідини.

Водопровідні насосні станції обладнують, як правило, відцентрови­ми насосами, які мають такі переваги над насосами інших типів: прості за, будовою, надійні в експлуатації, забезпечують рівномірну подачу рідини і можуть безпосередньо з'єднуватись з електродвигуном.

    Повітряні підйомники (ерліфти) для підйому і подачі води викорис­товують стиснене (розріджене) повітря і тому вимагають будівництва компресорних

    Рис. 4. 1. Схеми відцентрового (а, б), вихрового (в) та шнекового (г) насосів: 1 – робоче колесо; 2 – криволінійні лопаті; 3 – корпус; 4, 5 – всмоктувальний і напірний трубопроводи; 6 - шнек

 

станцій. Ерліфти прості, надійні за конструкцією та в екс­плуатації. Струменеві насоси знайшли широке застосування для від­качування осаду з водоприймальних і відстійних споруд та відсмокту­вання повітря із всмоктувальних труб при запуску великих відцентрових насосів. Поршневі та вихрові насоси в даний час для підйому води за­стосовуються рідко і лише в тих випадках, коли при невеликих витратах потрібен високий тиск.

Роботу кожного насосу в складі установки (рис. 4. 4) заведено ха­рактеризувати такими параметрами: подача Q, напір Н, потужність N, коефіцієнт корисної дії η і висота всмоктування Н_вак .

Подача насосу Q (л/с, м³/год) — це об'єм рідини, який подасться насосом за

 

Рис. 4.2. Схема роботи ерліфта: а — нагнітального;
5 — всмоктувального; 1 — водопідйомна труба; 2 — повіт
труба від компресори; 3 — обсадна труба; 4 — форсунка;
5 — емульсія; 6 — труба до вакуум-насоса

 

        

Рис. 4. 3. Водоструменевий насос: а — схема насосу; б —схема установки

насосу: 1 —всмоктувальна труба; 2 — напірна труба; 3 — сопло; 4 — змішувальна камера; 5 — дифузор; 6 — горловина

 

 

одиницю часу. Напір насоса Н (м) – це приріст енергії потоку рідини, що протікає через насос. Характеристика насосу - це залежність напору, потужності,

ККД і допустимої висоти всмоктування від подачі насосу для певної частоти

 

 Рис. 4. 4. Схема установ к и відцентрового насосу; 1 — напірний трубопровід; 2 — засувка; 3 — зворотний клапан; 4 — манометр; 5 — насос; 6 — вакуумметр; 7 — всмоктувальний трубопровід: 8 — приймальний клапан; Нгв — геометрична висота всмоктування; Нг —- геометрична висота підйому води; Н — повний напір насосу (повна висота підйому води); hгв — втрати напору у всмоктувальному трубопроводі; hгн— втрати напору в напірному трубопроводі

 

обертання п і діаметру D робочого колеса. Характеристики насосу бувають аналітичні та гра­фічні. На робочих графічних характеристиках насосів на кривій Q -Н хви­лястими лініями вказують рекомендовану область використання насосу, яка відповідає найекономічнішому і стабільному режиму його роботи, а також максимальному значенню ККД. Графічна характеристика насосу Д 1600-90 з частотою обертання робочого колеса п 1400 хв^-1 наведена на рис. 4.5. Характеристику насоса приводять для постійної, як правило, максимальної, частоти обертання робочого колеса п.

    За характеристиками проводять підбір насосів для подачі рідини за заданими витратами і потрібним напором. При цьому необхідно знати характеристику трубопроводу (або системи трубопроводів), яку визна­чають, як суму геометричної висоти підйому води і втрат напору: Н = Нг + Σhпот.

м*"^1 І, Н & І. Л

    Рис. 4. 5. Характеристика відцентрового насоса марки Д 1600-90

                     при n = 1450 хв^-1

 

Графічно характеристика трубопроводу зображується у вигляді параболи з вершиною на осі ординат, розташованою на віддалі Нг від осі абсцис. Для визначення оптимального режиму роботи насосу із заданим трубопроводом будують сумісні характеристики насосу і тру­бопроводу.