Основные типы нагнетательных устройств

Основные типы нагнетательных устройств

Нагнетатели — нагнетательные машины для перемещения ка­пельных жидкостей называются насосами, а газов — вентиляторами и компрессорами. По развиваемому давлению область применения насосов и компрессоров практически не ограничена, а вентилято­ров в соответствии с рекомендациями СЭВ ограничивается 30 кПа, а в соответствии с нашими ГОСТами — 15 кПа. Компрессоры для небольших давлений, когда не требуется охлаждать сжимаемый газ, часто называют воздуходувками. Объемные нагнетатели, работающие при поступательном движе­нии рабочего органа,— это поршневые, при вращательном — пла­стинчатые и зубчатые.

Все лопастные нагнетатели, работающие при вращательном дви­жении рабочего органа (колеса),— центробежные (радиальные), осевые, вихревые.

Центробежные насосы так и продолжают называться центробеж­ными, а центробежные вентиляторы теперь стали называться ради­альными.

Центробежные (радиальные) нагнетатели, главным образом в применении для газов, бывают прямоточные, смерчевые, дисковые и несколько условно — диаметральные.

Давление в объемных нагнетателях повышается за счет непо­средственного сжатия жидкости, а в лопастных — при ее закру­чивании.

Поршневые В цилиндрическом корпусе плотно раз­мещается поршень, при движении которого в одну сторону жидкость через клапан засасывается, а при движении обратно через дру­гой клапан нагнетается. Достоинством поршневых нагнетателей является высокий КПД, возможность создания больших давлений и практическая независимость производительности от противодав­ления. Недостатки — громоздкость и затруднительность непосред­ственного соединения с электродвигателем, сложность регулирова­ния, неравномерность подачи из-за наличия клапанов. Поршневые нагнетатели используются в качестве насосов и компрессоров. Пластинчатые или шиберные (рис. 1.4). В цилиндрическом кор­пусе эксцентрично расположен ротор с выскальзывающими при вращении под действием пружин или возникающих центробежных сил из пазов пластин, которые, прижимаясь к внутренней поверх­ности корпуса, вытесняют жидкость через нагнетательный патру­бок, одновременно производя засасывание через другой патрубок. Обратное перетекание жидкости предотвращается ввиду минималь­ного зазора между корпусом и расположенным в нем ротором. Зубчатые или шестеренные. В открытом с двух сторон плоском корпусе располагается с минимальным торцевым зазором пара сцепленных между собой шестерен. Зубья шестерен при враще­нии захватывают жидкость и переносят ее со стороны всасывания в сторону нагнетания, не пропуская ее обратно через сцеПоТение зубь­ев. Эти нагнетатели конструктивно достаточно просты, компактны, нет клапанов, но имеют малую производительность и недостаточно высокий КПД ввиду потерь через торцевые зазоры и трения в сцеп­лении шестерен. Центробежные нагнетатели имеют высокий КПД, достаточно просты в конструктивном отно­шении, их удобно соединять с электродвигателями и легко регулировать, так как подача зависит от противодавления.

Вихревые В цилиндрическом корпусе с присоединен­ными по касательной двумя патрубками располагается ротор с радиально выступающими лопастями. Между концами лопастей и внутренней поверхностью корпуса образуется кольцеобразная по­лость, перекрываемая между патрубками перемычкой. Осевые. В цилиндрическом корпусе (обечайке) по его оси располагается с минимальным зазором рабочее колесо в виде втулки с радиальными профилированными лопастями, при враще­нии которого образуется перемещение жидкости в направлении оси вращения. Они развивают небольшие давления, но имеют высокий КПД, реверсивны и используются в качестве насосов и вентиляторов, а для газов при многоступенчатом соединении и в качестве ком­прессоров.

 

Классификация нагнетателей

Нагнетатели — нагнетательные машины для перемещения ка­пельных жидкостей называются насосами, а газов — вентиляторами и компрессорами. По развиваемому давлению область применения насосов и компрессоров практически не ограничена, а вентилято­ров в соответствии с рекомендациями СЭВ ограничивается 30 кПа, а в соответствии с нашими ГОСТами — 15 кПа. Компрессоры для небольших давлений, когда не требуется охлаждать сжимаемый газ, часто называют воздуходувками.

Нагнетатели: Нагнетатели для жидкостей; Нагнетатели для газов.

Нагнетатели для жидкостей делятся на: нагнетатели динамические, нагнетатели объемные. Нагнетатели динамические на лопастные насосы. Насосы лопастные делятся на: центробежные насосы, осевые насосы, вихревые насосы. Нагнетатели объемные делятся на поршневые насосы и роторные насосы.

Нагнетатели для газов делятся на: нагнетатели динамические, нагнетатели объемные. Нагнетатели динамические делятся на лопастные и струйные компрессоры. Лопастные компрессоры подразделяются на: осевые вентиляторы, центробежные вентиляторы, центробежные компрессоры, осевые компрессоры. Струйные компрессоры на эжекторы. Нагнетатели объемные подразделяются на поршневые и роторные компрессоры.

Нагнетатели классифицируются также по целому ряду других признаков — например, в зависимости от привода — электриче­ские, пневматические, паровые, ручные; вида соединения — одно­ступенчатые, многоступенчатые, параллельные (двойного всасы­вания); особенностей расположения — насосы вертикальные, по­груженные (артезианские), вентиляторы — крышные; используемые для перемещения нагретых жидкостей — насосы сетевые и конденсатные, вентиляторы-дымососы; для перемещения жидкостей с твердыми примесями — насосы фекальные (канализационные), баттерные (гидрозолоудаление), песковые, землесосные, шламовые, вентиляторы — пылевые, смерчевые, мельничные (для пылевидно­го топлива); для перемещения агрессивных жидкостей — насосы кислотные, бензиновые; вентиляторы, защищенные от взрыва, кор­розии и др.

 

Напор и давление насоса

Давление р насоса представляет собой энергию, сообщенную единице объема перекачиваемой среды. Измеряется давление в Па (Н/м²) или Дж/м³. Напор Н нагнетателя– это энергия, переданная единице веса среды. Единица измерения напора– м. Давление р и напор Н связаны соотношением р= ρgН.

Полное давление рп, состоит из статического р_ст и динамического р_д давлений

рп= рст+ рд.

Динамическое давление можно определить из выражения

рд= ρс_ср²/2

Полное давление, развиваемое насосом, может быть определено

из уравнения Бернулли. Полные давления на входе и выходе насоса

(рисунок1) соответственно равны

где р_вх и р_вых– соответственно пьезометрические давления на входе и выходе насоса, zвх и

zвых, свх и свых– высоты расположения центров входного и выходного сечений насоса и скорости потока в этих сечениях.

Полные давления на входе и выходе отличаются друг от друга на

величину переданной насосом потоку энергии. Поэтому, если пре-небречь гидравлическими потерями энергии в проточной полости

насоса, создаваемое им давление равно

Напор, создаваемый насосом

Если величина слагаемого − мала, то полный

напор насоса можно представить только статической частью

При подключении к входному и выходному сечениям насоса манометра и вакуумметра(рисунок1) его напор может быть определен по показаниям приборов

где рман и рвак– показания манометра и вакуумметра, zман и zвак– превышение положения манометра и вакуумметра над точками подключения к трубопроводу, z– разность уровней сечений входа и выхода насоса.

Если известны давления в верхнем и нижнем баках, а также положение уровней жидкости в них, напор насоса определяется как

где Нг – полная геометрическая высота подъема жидкости, ∆Нпот– потери напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах

Потери напора в трубопроводе определяются как

Из треугольников скоростей следует
с 1 u = с 1cosα1,	с 2 u = с 2cosα2,
с 1r = с 1sinα1,	с 2r = с 2sinα2.

,

где l, d– длина и диаметр трубопровода, λ- гидравлический коэф-фициент трения в трубах, ζi

– коэффициенты местных сопротивле-ний, с– скорость жидкости в трубопроводе. Если задана эквива-лентная длина lэкв местных сопротивлений, то в данную формулу

подставляется общая длина(l+ lэкв).

 

 

Высота всасывания равна

H_BC=(p_атм-p_н)/ρg - c_н²/2g -∑H_пот

предельная высота всасывания определяется вы-ражением

Н_вс^пред=(p_атм-p_t)/ρg - c_н²/2g -∑H_пот - σH

атмосферное давление р _атм и давления на входе в насос р _н , динамического напора жидкости с _н²/2g и гидравлические сопротивления Δ H _пот во всасывающей трубе.

Высота всасывания зависит от давления на поверхности всасы-ваемой жидкости. Если резервуар открытый, то она зависит от атмосферного давления, и, как следствие, от высоты местности над уровнем моря.Предельная высота всасывания зависит от давления на поверх-ности всасываемой жидкости, от ее температуры, подачи и характе-ристик трубопровода на участке всасывания.

При некоторых условиях высота всасывания может стать отри-цательной, что требует установки насоса ниже уровня всасываемой жидкости.

Основные типы нагнетательных устройств

Нагнетатели — нагнетательные машины для перемещения ка­пельных жидкостей называются насосами, а газов — вентиляторами и компрессорами. По развиваемому давлению область применения насосов и компрессоров практически не ограничена, а вентилято­ров в соответствии с рекомендациями СЭВ ограничивается 30 кПа, а в соответствии с нашими ГОСТами — 15 кПа. Компрессоры для небольших давлений, когда не требуется охлаждать сжимаемый газ, часто называют воздуходувками. Объемные нагнетатели, работающие при поступательном движе­нии рабочего органа,— это поршневые, при вращательном — пла­стинчатые и зубчатые.

Все лопастные нагнетатели, работающие при вращательном дви­жении рабочего органа (колеса),— центробежные (радиальные), осевые, вихревые.

Центробежные насосы так и продолжают называться центробеж­ными, а центробежные вентиляторы теперь стали называться ради­альными.

Центробежные (радиальные) нагнетатели, главным образом в применении для газов, бывают прямоточные, смерчевые, дисковые и несколько условно — диаметральные.

Давление в объемных нагнетателях повышается за счет непо­средственного сжатия жидкости, а в лопастных — при ее закру­чивании.

Поршневые В цилиндрическом корпусе плотно раз­мещается поршень, при движении которого в одну сторону жидкость через клапан засасывается, а при движении обратно через дру­гой клапан нагнетается. Достоинством поршневых нагнетателей является высокий КПД, возможность создания больших давлений и практическая независимость производительности от противодав­ления. Недостатки — громоздкость и затруднительность непосред­ственного соединения с электродвигателем, сложность регулирова­ния, неравномерность подачи из-за наличия клапанов. Поршневые нагнетатели используются в качестве насосов и компрессоров. Пластинчатые или шиберные (рис. 1.4). В цилиндрическом кор­пусе эксцентрично расположен ротор с выскальзывающими при вращении под действием пружин или возникающих центробежных сил из пазов пластин, которые, прижимаясь к внутренней поверх­ности корпуса, вытесняют жидкость через нагнетательный патру­бок, одновременно производя засасывание через другой патрубок. Обратное перетекание жидкости предотвращается ввиду минималь­ного зазора между корпусом и расположенным в нем ротором. Зубчатые или шестеренные. В открытом с двух сторон плоском корпусе располагается с минимальным торцевым зазором пара сцепленных между собой шестерен. Зубья шестерен при враще­нии захватывают жидкость и переносят ее со стороны всасывания в сторону нагнетания, не пропуская ее обратно через сцеПоТение зубь­ев. Эти нагнетатели конструктивно достаточно просты, компактны, нет клапанов, но имеют малую производительность и недостаточно высокий КПД ввиду потерь через торцевые зазоры и трения в сцеп­лении шестерен. Центробежные нагнетатели имеют высокий КПД, достаточно просты в конструктивном отно­шении, их удобно соединять с электродвигателями и легко регулировать, так как подача зависит от противодавления.

Вихревые В цилиндрическом корпусе с присоединен­ными по касательной двумя патрубками располагается ротор с радиально выступающими лопастями. Между концами лопастей и внутренней поверхностью корпуса образуется кольцеобразная по­лость, перекрываемая между патрубками перемычкой. Осевые. В цилиндрическом корпусе (обечайке) по его оси располагается с минимальным зазором рабочее колесо в виде втулки с радиальными профилированными лопастями, при враще­нии которого образуется перемещение жидкости в направлении оси вращения. Они развивают небольшие давления, но имеют высокий КПД, реверсивны и используются в качестве насосов и вентиляторов, а для газов при многоступенчатом соединении и в качестве ком­прессоров.

 

Классификация нагнетателей

Нагнетатели — нагнетательные машины для перемещения ка­пельных жидкостей называются насосами, а газов — вентиляторами и компрессорами. По развиваемому давлению область применения насосов и компрессоров практически не ограничена, а вентилято­ров в соответствии с рекомендациями СЭВ ограничивается 30 кПа, а в соответствии с нашими ГОСТами — 15 кПа. Компрессоры для небольших давлений, когда не требуется охлаждать сжимаемый газ, часто называют воздуходувками.

Нагнетатели: Нагнетатели для жидкостей; Нагнетатели для газов.

Нагнетатели для жидкостей делятся на: нагнетатели динамические, нагнетатели объемные. Нагнетатели динамические на лопастные насосы. Насосы лопастные делятся на: центробежные насосы, осевые насосы, вихревые насосы. Нагнетатели объемные делятся на поршневые насосы и роторные насосы.

Нагнетатели для газов делятся на: нагнетатели динамические, нагнетатели объемные. Нагнетатели динамические делятся на лопастные и струйные компрессоры. Лопастные компрессоры подразделяются на: осевые вентиляторы, центробежные вентиляторы, центробежные компрессоры, осевые компрессоры. Струйные компрессоры на эжекторы. Нагнетатели объемные подразделяются на поршневые и роторные компрессоры.

Нагнетатели классифицируются также по целому ряду других признаков — например, в зависимости от привода — электриче­ские, пневматические, паровые, ручные; вида соединения — одно­ступенчатые, многоступенчатые, параллельные (двойного всасы­вания); особенностей расположения — насосы вертикальные, по­груженные (артезианские), вентиляторы — крышные; используемые для перемещения нагретых жидкостей — насосы сетевые и конденсатные, вентиляторы-дымососы; для перемещения жидкостей с твердыми примесями — насосы фекальные (канализационные), баттерные (гидрозолоудаление), песковые, землесосные, шламовые, вентиляторы — пылевые, смерчевые, мельничные (для пылевидно­го топлива); для перемещения агрессивных жидкостей — насосы кислотные, бензиновые; вентиляторы, защищенные от взрыва, кор­розии и др.