Классификация центробежных насосов.

Центробежные насосы принято классифицировать по следующим признакам:

1. По числу колес:

• одноступенчатые;

• многоступенчатые.

В многоступенчатых насосах, колеса которых насажены на общий вал, жидкость последовательно проходит через них. При этом создаваемый насосом напор равен сумме напоров, создаваемых каждым колесом.

2. По величине создаваемого напора центробежные насосы условно разделяются на низконапорные (напор до 10м.в.ст.), средненапорные (напор 10...70м.в.с.) и высоконапорные (свыше 70м.в.ст).

3. По способу подвода жидкости к рабочему колесу различают насосы с односторонним подводом и насосы с двухсторонним подводом или насосы с двухсторонним входом воды.

4. По расположению вала насоса различают насосы горизонтальные и вертикальные.

5. По роду перекачиваемой жидкости насосы могут быть водопроводными, канализационными, грунтовыми, химическими и т.д.

Напор и давление насоса по показаниям приборов.

Следует отметить, что напор насоса определяют при двух различных обстоятельствах:

- на работающей насосной установке по показаниям приборов (манометра, мановакууметра, вакуумметра);

- для проектируемой насосной установки, когда определяемый напор является одним из параметров, по которым выбирается сам насос.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПОРА ПО ПОКАЗАНИЯМ ПРИБОРОВ.

Как было сказано раньше, напор насоса – это прирост удельной энергии, которую насос передает жидкости. Согласно уравнению Бернулли, полная удельная энергия потока, отнесенная к массе протекающей жидкости, описывается выражением:

Э₁=Z₁ + , (27)

где Z₁ – расстояние, м, центра тяжести сечения 1-1 от плоскости сравнения; p₁ и v₁– абсолютное давление, Па, и скорость жидкости, м/с, на входе в насос (рис. 6.).

Полная удельная энергия при выходе из насоса (сечение 2-2)

Э ₂=Z₂g+ . (28)

Приращение удельной энергии или полезная удельная работа составит

Э₂-Э₁ =

,

откуда давление, развиваемое насосом,

P = (Z₂–Z₁)g .

Для гидравлических расчетов применяется понятие напора, представляющего собой удельную энергию жидкости, отнесенную к

Рис. 6. единице ее веса и выраженную в метрах столба

этой жидкости. Напор, развиваемый насосом, или так называемый весовой напор равен

H = (Z₂-Z₁)+ + .

Сумма двух первых членов правой части уравнения представляет собой разность пьезометрических высот в сечении 1-1 и 2-2, отчитываемых от оси насоса, и называется манометрическим напором.

H_МАН = (Z₂-Z₁)+ . (19)

В действующих насосных установках, установленных выше уровня жидкости, напор насоса подсчитывается по формуле:

H = M₀+V₀+ , (20)

где M₀ и V₀ – показания манометра и вакуумметра, приведенные к оси насоса, м.

v_H и v_B – скорости жидкости в местах присоединения трубок манометра и вакуумметра на нагнетательном и всасывающем патрубках, м/с.

В случае работы насоса с подпором

H=M₂–M₁+ , (21)

где M₂ и M₁ – показания манометров на нагнетательном и всасывающем патрубках насоса, приведенные к оси насоса, м.

При расположении M₀ и V₀ выше оси насоса

M₀=M+h₁ , V₀=V–h₂ , (22)

где M и V – наблюдаемые показания манометра и вакуумметра, м;

h₁ и h₂ – поправки, м (расстояние между осью насоса и цапфами манометра и вакуумметра).

Пример. Определить напор насоса по показаниям приборов, если известно: насос перекачивает воду и развивает подачу 1500 л/с, манометр, который подключен к напорному патрубку насоса, показывает давление 0,36 МПа (3,6 атм.) а вакуумметр, который подключен к всасывающему патрубку, показывает вакуум 0,06 МПа (0,6 атм.). Манометр расположен на 4 метра выше оси насоса, а вакуумметр – 2 метра выше этой оси. Диаметр всасывающего патрубка насоса – 800 мм, а диаметр напорного патрубка – 600 мм.

Решение задачи. Вначале приводим показания манометра и вакуумметра до отметки оси насоса:

Р_{ман. о.н.} = Р_ман + 4 = 360000 + 4 1000 10=400000 Па

Р_{вак. о.н.} = Р_вак – 2 = 60000 - 2 1000 10 = 40000 Па.

Определяем скорость движения воды в напорном и всасывающем патрубках насоса:

V_в. = , V_{н. =}

Напор насоса Н =

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПОРА НАСОСА ДЛЯ ПРОЕКТИРУЕМОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ.

Напор насоса при проектировании насосной установки определяется по формуле:

, (23)

где H_S и H_H – геометрическая высота всасывания и нагнетания напора;

h_П.В. и h_П.Н. – потери напора соответственно во всасывающем и напорном (нагнетательном) трубопроводах.

Иногда сумму величин H_S+H_H выражают через статический напор H_СТ. Следовательно, напор, развиваемый насосом Н, равен сумме геометрических высот всасывания и нагнетания плюс сумма потерь напора при движении жидкости от приемного резервуара (камеры) до излива из напорного трубопровода.

Пример. Насос с подачей 35 м³ за час перекачивает воду из колодца глубиной 4 м в бак, установленный на высоте 15 м относительно оси насоса; конечное давление в баке 2 бара (рис 7). Потери напора во всасывающем трубопроводе 0,5 м, в напорном – 2 м.

Определить полезную мощность насоса.

Решение задачи. Полезная мощность определяется по формуле 4.

Общий напор (Н) складывается:

Высота всасывания 4 м

Потери напора на всасывании 0,5 м

Высота нагнетания 15 м

Потери напора в напорном

трубопроводе 2 м_­­­

Давление в баке 2 бара 20,40 м

Общий напор 41,9 м

Полезная мощность:

35:3600х41,9х1000х9.8 = 3996 Вт.

Рис. 7