ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 49
Скачиваний: 1
- 24 -
Эта мощность равна
|
|
|
|
|
КВ1’ |
(18) |
|
|
где |
р |
- |
коэффициент полезного |
действия |
насоса; у |
|||
поршневых насосов |
|
рн |
= 0 ,7 -0 ,8 5 ; у центробежных |
рн = |
||||
= 0 ,5 -0 ,9 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
?н=?о?г?м 1 |
<19> |
|
|
||||
. |
А |
- |
коэффициент |
объемного наполнения, учиты - |
||||
вающий потери |
(утечки |
жидкостей и д р .); |
р0 = |
0,8 -0,95; |
||||
|
рг - гидравлический к .п .д ., учитывающий затрату |
|||||||
энергии на трение |
и скоростные |
потери в насосе; рг |
= 0 ,7 -0 ,9 ; |
|||||
|
рп - механический к .п .д .; учитывающий потери на |
|||||||
трение в подшипниках и д р .; |
рн - 0 ,5 -0 ,9 . |
|
|
Насосы обычно работают от двигателя через какую-либо пере дачу. Поэтому (эффективная) мощность на валу или шкиве двига теля равна (с учетом перегрузки двигателя)
|
|
|
|
м н |
|
К В Т , |
( 20) |
|
|
|
где |
пер ■* |
K# П 4д • |
|
?пер |
для |
непосредственного соа- |
||||
передачи |
||||||||||
динения |
Рг, |
и |
насоса |
через |
упругую муфту^ |
|
для |
|||
двигателя |
I; |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
пер |
|
|
ременной передачи |
|
уп вр ~ |
0,95; |
для |
зубчатой передачи |
рпе/} |
||||
= 0 ,95 Л |
‘ , где |
п |
- число |
сцеплений; |
|
|
|
|||
к - коэффициент запаса мощности (на случай перегрузки) |
||||||||||
для двигателей мощностью до 10 квт; |
к = 1 ,5 -1,15; |
для |
двига |
|||||||
гелей мощностью свыше 10 квт |
|
к |
= |
1,10. |
|
|
||||
Пример 3 . За время 'Т = |
5 час.40 мин. насос подал Q = |
= .255 м3 воды; показания приборов при этом были: вакуумметра
hSaK = 4,5 |
м ВОД.ОТ., манометра Нман= 6,5 |
м вод.ст. Насос |
||
приводился |
от двигателя через |
ременную |
передачу. Определить |
|
необходимую мощность двигателя. |
|
|||
|
|
Р е ш е н и е |
|
|
Принимая к = 1 ,1; |
рн = 0,8 |
ш?пер= 0»95, по Формуле (20) |
||
получим 4 * = к |
= 1,1 |
|
--------- = 12,3каг. |
|
* |
|
1ог&?пер |
5,67«Зб00.102‘0,8-0,95 |
- 2b
Г л а в а |
2 . |
Лопастные насосы |
I . Центробежные насосы
В настоящее время выпускается бояьаое количество различ ных центробежных насосов, которые классифицируются по различ ным признакам.
1) Со числу рабочих колес з насоса -г на одноступенчатые (одноколесные), двухступенчатые (двухколесные), многоступен чатые (многоколесные);
2)по. наличию лопастного отвода - на насосы с направляю щим аппаратом (лопастным отводом) и без направляющего аппа - рата;
3)по расположению.оси насоса - на горизонтальные и вер тикальные;
4)по температуре перекачиваемой жидкости - на горячие а холодные;
5)по быстроходности - на тихоходные, нормальные и быст роходные. Кроме этого, насосы классифицируются и по другим признакам.
Основными частями центробежного насоса (рис. 20) являются
корпус I и рабочее колесо 2, вращающееся в корпусе вместе с валом. Отличительной особенностью центробежных насосов являет
ся то, что они для начала |
|
всасывания требуют предвари |
тельной заливки, для чего |
на конце всасывающей линии устанав |
|
ливается всасывающий клапан 3. |
При отсутствии клапана иногда |
Рис. 20. Схема установки центробеж ного насооа.
гб -
ставят специальный вакуум-насос,, который отсасывает воздух из воасывающех’о трубопровода, в результата происходит залив ка наоооа. Рабочее колесо приводят во вращение (500-3000 об/мин); при этом развивается центробежная сила, отбрасываю щая жидкость от центра к периферии (по промежуткам между
изогнутыми лопатками). Таким образом, возникает ток жидкости из всасывающего трубопровода в напорный. Жидкость получает энергию, достаточную для преодоления давления столба жидкости в напорной трубе.
Центробежный насос пускают при закрытой задвижке 4 на на порной линии. Каждое рабочее колесо насоса способно выбросить жидкость на высоту приблизительно 25-100 м. Для подачи жид - кости на большую высоту на один вал насаживают несколько ко лес.
Жадность, выброшенная одним колесом, подхватывается вто рым и выбрасывается с удвоенным напором и т . д . , поднимаясь кап бы по ступенькам.
В некоторых более совершенных насосах для уменьшения • гидравлических потерь в насосе (для повышения к .п .д .) приме няют направляющий аппарат, в виде обода колеса с криволиней ными лопатками, плавно подводящими жидкость с одного колеса на другое, турбинные насосы (рис, 21J_.
Рио. 21. Схеме четырехстуиенчатого центробежного насоса:
X - рабочее колесо; 2 - нё' правляющий аппарат.
Центробежные нвсосы могут быть и.вертикальные, если насос врэщаетоя в вертикальной плоскости (рис. 22), например глубоководные центробежные насосы.
2. Основное уравнение центробешого насоса
Движение жидкости в каналах рабочего колеса имеет весьма
-27 -
-S
Рше. 22. Схека вертикального ( погружного} центробежного насоса:
1- электродвигатель: 2геатка;
3- насоо; ^-напорный трубопровод?
5 - обсадная труба.
сложный вид. Изобразим охеизтично рабочее колесо насоса (рис.
|
|
|
Рис. 23. Схема центробежного насоса. |
|
|
|||
Частица |
iij |
|
передвигается к выходу по лопатка |
М£. |
Эта ча |
|||
стица движется |
с |
о т н о с и т е л ь н о й , скоростью W |
, |
|||||
меняясь |
от |
W, |
|
до W3 ; кроме того, |
она вращается с |
коле |
- |
|
сом с постоянной |
угловой скоростью ш |
и имеет |
переносную |
|
||||
(окружную) |
скорость: |
|
|
|
|
Uf = № t f и U2 = со г2 ,
|
|
|
|
|
|
28 ~ |
|
|
|
|
|
Абсолютная скорость |
С |
частицы |
равна |
диагонали |
паралле |
||||||
лограмма, построенного на этих скоростях |
w |
и U |
, причем |
||||||||
переносная |
скорость |
U |
. направлена по |
касательной к окру»- |
|||||||
пости. |
Угол между С и |
U |
|
обозначим |
сС |
(обычно для |
плавного |
||||
входа |
на лопатки принимают |
ос =90°=(-^-). |
|
|
|
|
|||||
Абсолютную скорость можно разложить на две составляющих: |
|||||||||||
а) |
по |
направлению переносной скорости |
( окру жной) ^ С |
CosА |
|||||||
(эта скорость характеризует .напор насоса) |
- |
т а н г е н |
ц и |
||||||||
а л ь н а я |
с о с т а в л я ю щ а я ; |
|
|
|
|
||||||
б) |
по |
направлению |
радиуса |
Cz = CSifict |
(эта скорость харак |
||||||
теризует производительность) |
- м е р и д и а л ь н . а я |
с о |
с т а в л я ю щ а я.
По уравнению Бернулли напор выражается разностью удельных энергий при выходе с лопатки и входе на нее
НМ + c j _ А „ c l
Л2§ р д + г д
ИЛЙ |
н |
И |
+ |
с 1 - с и \ |
. |
|
(21) |
|
|
или |
|
|
|
|
|||||
|
Разность |
энергий |
положения 7S - 2 t не |
влияет на |
напор |
||||
|
На частицу |
н действует |
ц е н т р о б е ж н а я |
с и - |
|||||
л а , |
равная |
массе, |
умноженной на |
угловое |
ускорение |
( т с д 2 ) . |
|||
|
Элементарная |
работа в радиальном направлении равна |
|||||||
|
|
|
|
йД = т оог г й .1 , |
|
|
|
||
а работа на |
пути |
от |
7, до |
7г |
равна |
|
|
Д=/ moo2zctz=rmo7J |
\йг= |
г, |
|
|||
так как |
. |
U s= c o 2z 2 |
, |
то |
|
|
Ч- ~ w с |
|
|
||||
|
я * Ч ? К - и ‘ ) . |
|
' |
|||
Относя |
раооту |
в единице |
силы тяжести G=mg; т - д |
- д , |
||
получим |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
9 |
|
|
|
Й -- |
ц • |
( 22) |
|
- 29 -
Представим себе, что в неподвижном колесе жидкость движет
ся с теми же относительными |
скоростями |
W |
, что и при вращаю |
|||
щем колесе, тогда |
уравнение |
энергии в неподвижном колесе |
для |
|||
частицы М (при |
= |
) и |
без учета |
потерь |
энергии можно на |
|
писать |
|
|
|
|
|
|
или
(23)
Во вращающемся колесе расход при входе равен расходу при выходе; следовательно, удельная потенциальная энергия в под - вияном колесе будет больше, чем в неподвижном колесе, на ве - личину энергии, приобретенной за счет центробежной силы (22); тогда
|
V f - w ?. u j - u f |
т |
||
J>9 |
29 |
~ 2? |
||
|
||||
Подставив в выражение |
(21) |
из (2 4 ), получим |
Из треугольника скоростей на основании теоремы косинусов
wf= U?+ cf~2U/)Cosaf ,
IV/- Ug+ С2 -2 U 2fgCosotg f
подставив вместо w f u w / в уравнение (25) их значения, по
лучим
н uf+c/- 2u,Cjсоsou и%+с1-2игс, Cusa.91ui-ufl ci-c?
29 |
29 |
29 |
4 |
или
U2 C2 2 osacs-U,C,CosoLf
(26)
30 -
Учитывая, что для безударного выхода жидкости на колесо
принимав? |
а'/ |
= 90°| |
Cos |
90° = 0, |
, |
Lf~ С1г Сг Со5<£2 |
( 27) |
||
Уравнения (26) и (2?) - |
основные уравнения центробежного |
|||
наеооа (Эйлера), |
справедливые для ,всех центробежных машин |
|||
(насосов, турбин, |
вентиляторов |
и пр.)»,: |
||
В действительности в насоса при его работе'происходит ис |
||||
кажение струйного |
движения жидкости, т .е . циркуляция и потери |
анергии на трение частиц жидкости, поэтому действительный на-
нор |
будет несколько |
меньше |
и равен |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
//= к |
п UgCuCoscLg а ,С , CosOL' ( |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
V |
' |
|
|
|
9 |
|
|
(28) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
Кц |
- |
коэффициент циркуляции, равный 0 ,6 -0 ,9 |
(опре |
|||||||||||
деляется |
опытным нутам или по формуле академика Нроскуры Г.ФО; |
|||||||||||||||
|
|
г?г |
- гидравлический к .п .д ., зависящий от |
конструк |
||||||||||||
ции |
насоса; |
(? |
= |
0,7 |
- 0 ,9 . |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Мощность для всей массы жидкости равна М=УОН |
; |
с дру |
|||||||||||||
гой |
стороны, |
N=MCo%где |
|
м |
- крутящий момент; со |
- |
угло |
|||||||||
вая |
скорость!1 Так как |
М=М |
|
то |
= УQHVimn в виду, что |
|||||||||||
|
U - z c o |
и |
|
|
р |
и подставив в |
(2 6 ), |
получим |
|
|
||||||
|
|
|
С1^рЦ[С2г 2 С о з а р С ^ С о з а . р , |
(29) |
|
|
||||||||||
|
Уравнение |
(29) |
(Эйлера) |
-также |
является |
основным для всех |
||||||||||
центробежных машин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
. |
Аримец.4 . |
|
Определить--производительность центробежного на |
|||||||||||||
соса |
и напор |
ступени |
при |
числе оборотов |
|
п = 1450 |
об/мин, |
|||||||||
если |
|
уг |
= 0,85; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Кц, = -0,775; |
|
г,, = |
75» мм;' |
. Zs - |
150 мм; |
: |
4 = -2 .4 |
мм; |
||||||||
4 = |
J2 |
мм; |
чдсло |
лопаток»' |
Z |
= 7; |
толщина |
лопаток " |
5 |
- 3 мм; |
||||||
> / • “ 15°; |
|
А |
= |
30°- |
' |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Р а |
ш е и и е. |
Окружная ркррссть при вху#« |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
_ |
3,14 ■0,(5 - /4.:10 |
, |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
~ |
------ до--------= -Н ^п /сек . |
|
|