2.Поршневые насосы. Принцип действия.

Поршневой насос одностороннего действия состоит из корпуса, внутри которого расположены рабочая камера с всасывающим и напорным клапанами и цилиндр с поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение. К корпусу присоединены всасывающий и напорный трубопроводы.

Вращательное движение вала приводного

двигателя преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня с помощью кривошипно-ша-

тунного механизма. При ходе поршня вправо в

цилиндр засасывается объем жидкости

V = FS (где F — площадь

поршня; 5 — ход поршня). При ходе поршня влево этот же объем вытесняется в напорный трубопровод.

Таким образом, насос одностороннего действия за один оборот кривошипа совершает один цикл всасыванияи один цикл нагнетания (рабочий).

Теоретическая подача насоса в этом случае составляет

Q, = FSn,где п — частота вращения кривошипа, мин- 1.

Действительная подача Q меньше теоретической вследствие запаздывания закрывания напорного и всасывающего клапанов, утечек через клапаны, сальниковые и поршневые уплотнения, а также за счет выделе- ния воздуха или газов из перекачиваемой жидкости. Теоретически поршневой насос может развивать любой напор.Однако практически напор ограничивается в зависимости от прочности отдельных деталей, а также от

мощности двигателя, приводящего насос в действие. Объем жидкости V поршневой насос одностороннего действия подает за один рабочий ход поршня. Мгновенный расход жидкости подаваемой насосом, равен площади поршня F, умноженной на скорость его движения v. Поскольку возвратно-поступательное движение поршня осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма, скорость поршня изменяется от нуля в

мертвых положениях кривошипа до максимума в среднем положении. Аналогичным образом меняется во

время рабочего хода поршня и подача насоса. Эти обстоятельства определяют основной недостаток поршневых

насосов одностороннего действия:— прерывистую и неравномерную подачу. Весьма эффективным способом является использование многопоршневых насосов с параллельным включением цилиндров, поршни которых

приводятся в движение от общего коленчатого вала. Для обеспечения возможно более равномерной подачи поршневых насосов и уменьшения инерции масс жидкости, заполняющей систему, практикуется также устройство воздушных колпаков. Вследствие большой упругости воздуха, находящегося в колпаке, во время цикла нагнетания происходит его сжатие и поглощение части объема жидкости, прерывающего среднюю за рабочий цикл подачу. Во время цикла всасывания воздух расширяется, и процесс вытеснения жидкости в напорный трубопровод продолжается.

3.Вакууметрическая высота всасывания центробежного насоса.

Движение жидкости по всасывающему трубопроводу и подвод ее к рабочему колесу осуществляются

за счет разности давления над свободной поверхностью жидкости в приемном резервуаре и абсолютного

давления в потоке у входа в колесо. Однако давление в этой области не является постоянным;

оно определяется расположением насоса по отношению к уровню свободной поверхности другими факторами.

Для установления точной зависимости между всеми этими параметрами рассмотрим три возможных

схемы установки центробежного насоса.

Схема I. Забор насосом жидкости из открытого резервуара. Уровень свободной поверхности расположен

ниже оси рабочего колеса насоса. Применяя теорему Бернулли для 2х сечений:

Р_а/ɣ = Н_г.в.+ Р1/ɣ + υ₁²/2g + h_вс , где Н_г.в.- геометр. высота, h_вс – потери напора на вс.труб-де.

Н_{г.в =} Р_а/ɣ - Р1/ɣ - υ₁²/2g - h_{вс =} Н_в - υ₁²/2g - h_вс ; Н_{в –} вакууметр.высота всасывания [м].

Зависимость между вакууметрической и геометрической высотами всасывания:

Нв = Нг.в + υ12/2g + hвс

Схема II. Забор насосом жидкости из открытого резервуара. Уровень свободной поверхности расположен

выше оси рабочего колеса насоса. Если мы примем за плоскость отсчета опять сечение 0—0, то единственное

отличие данной схемы от схемы I будет заключаться в том, что величина H г.в. будет иметь отрицательное

значение. В этом случае уравнения примут вид:

Н_г.в= υ₁²/2g + h_вс - Н_в

Н_в = υ₁²/2g + h_{вс -} Н_г.в

Отрицательное значение геометрической высоты всасывания обычно называют подпором. При достаточном

подпоре давление на входе в насос может устанавливаться больше атмосферного на всех режимах

его работы.

Схема III. Откачка жидкости из замкнутого резервуара. Вакуумметрическая высота всасывания в этом случае:

Н_в= ₌ Р_а/ɣ - Р1/ɣ + Р_изб/ɣ , где Р_изб/ɣ - некоторое избыточное давление, которое может быть положительным или знакопеременным.

При различных соотношениях абсолютных значений Н_г.в, Р_атм, Р_изб давление на входе в насос может быть больше или меньше атмосферного.