Файл: Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций.pdf

II

чадъ поперечного сёчения которого увеличивается по направлению движения жидкости, и диффузор, соединяющий улитку с нагнета­ тельным клапаном.

арматура (рис.1.2):

1)приемный клапан с сеткой, который должен удержать воду во всасывающем трубопроводе и в насосе при заливке;

2)задвижка на всасывающем трубопроводе, которую ставят лишь в тех случаях, когда насос соединен со всасывающими трубо­ проводами других насосов или коіда насос находится ниже уровня воды в приемном резервуаре (насос под заливом);

3)вакуумметр, служащий для определения вакуумметрической высоты всасывания;

4)кран в верхней части насоса, необходимыйдля выпуска воздуха при заливке;

5)манометр, предназначенный для определения развиваемого насосом напора;

6)обратный клапан на напорном трубопроводе, который не допускает обратного движения воды из трубопровода при нерабо­ тающем насосе или движения воды из одного насоса в другой при

параллельной работе насосов; 7) задвижка на напорном трубопроводе, устанавливаемая для

отключения насоса и для регулирования производительности и напора;

8) расходомер (водомер);

12

9)предохранительный клапан, устанавливаемый для защиты насосной установки от действия гидравлического удара;

10)устройство для заливки насоса - труба с вентилем от напорного трубопровода или от вакуум-насоса (на схеме не по­ казано) .

§ 1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ

Центробежные насосы можно классифицировать по ряду призна­

ков.

I. По числу рабочих колес насосы могут быть: а) одноколесные (или одноступенчатые); б) многоколесные.

Многоколесные насосы (рис.1.3) в свою очередь разделяются

ной производительности. Напор в таком насосе нарастает ступенями, что позволяет увеличивать его в сравнении с одноступенчатым насосом во столько раз, сколько имеется ступеней.

2. По способу подвода жидкости к колесу различают: а) колеса с односторонним всасыванием (рис.І.І); б) колеса с двусторонним всасыванием (рис.1.4).

Напор, создаваемый во втором случае рабочим колесом, ра­ вен напору, создаваемому рабочим колесом с односторонним подво­ дом жидкости, а производительность в два раза выше.

3. В зависимости от типа лопастного колеса различают цен­ тробежные насосы с открытыми, полузакрытыми и закрытыми колѳ-

13

а) ff) 3)

сами (рис.1.5а, б,в соответственно). Закрытые колеса являются самыми экономичными (исходя из условий гидравлических сопротив­ лений ).

4. По способу отвода жидкости насосы разделяются на следую­ щие типы:

а) спиральные (рисІ.І), в которых жидкость из колеса посту­

14

В настоящее время существуют две теории центробежных машин вихревая теория и струйная, или одноразмерная теория. Вихревая теория применительно к центробежным насосам разработана акаде­ миком Г.Ф. Проскурой на основе работ Н.Е. Жуковского. Струйная теория была предложена Л. Эйлером и применительно к центробеж­ ным насосам разработана Ф.А. Бриксом.

Суть вихревой теории состоит в том, что лопатка центробеж­ ного насоса рассматривается как крыло самолета, к которому легко применить основные законы гидромеханики. Возникновение давления на лопатки, движущиеся в потоке жидкости, в этом слу­ чае представляется аналогичным возникновению подъемной силы крыла. Вихревая теория лопастных нас.осв правильно отражает фи­ зическую сущность явлений, происходящих при обтекании лопас­ тей, однако выводы, получаемые на основании этой теории, слиш­ ком громоздки и неудобны для практического применения.

Для расчета осевых насосов, в которых жидкость движется, в основном, в осевом направлении, эта теория широко применяет­ ся, а для расчета центробежных насосов в настоящее время при­ меняется струйная теория. Согласно этой теории весьма сложное

движение потока жидкости в криволинейном канале рабочего коле­ са заменяется движением, состоящим из совершенно одинаковых элементарных струек, причем траектория каждой струйки в точ­ ности совпадает с очертанием профиля лопатки. Такая картина движения жидкости в канале имела бы место, если бы число ло­ паток было бесконечно велико, а толщина их была бы бесконечно малой.

Для вывода интересующих нас уравнений введем некоторые

15

правления и поступают на лопатки со скоростью с7 . В кянялят скорость движения жидкости повышается до величины сг .

Частицы жидкости, проходя через каналы, при вращении рабо­ чего колеса совершают сложное движение, которое состоит из пе­ реносного, осуществляемого вместе с колесом с окружной скоро­ стью и , и движения вдоль лопаток с относительной скоростью 1&.

Рис.1.7. Параллелограммы скоростей на лопатке колеса

Скорости частиц жидкости в момент их поступления на лопатки обозначаются индексом I, а скорости, соответствующие сходу с лопаток, индексом 2. Тогда абсолютные скорости движения жид­ кости на входе на лопатки и на выходе с них будут равны:

С, = ц, + щ ,

В теории насосов используются окружные и радиальные (мери­ диональные) составляющие проекции абсолютных скоростей входа и выхода, которые могут быть найдены из следующих выражений

16

Окружные скорости движения жидкости равны:

іде /?, и R t~ внутренний и наружный диаметр раоочего колеса соответственно;

п- число оборотов колеса в минуту.

§1.4. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ ЦЕҢТР0БЕНН0Г0 НАСОСА

Основное уравнение позволяет определить теоретический на­ пор, развиваемый насосом.

Под теоретическим напором Н т понимается приращение меха­ нической энергии, приходящееся на I кгс жидкости, которое ей сообщает насос. Напор обычно выражается в метрах.

Для вывода этого уравнения примем следующие допущения:

-в каналах колеса насоса движется идеальная жидкость, и работа, совершаемая насосом, происходит без гидравлических потерь;

-рабочее колесо имеет бесконечно большое число цилиндри­ ческих лопаток бесконечно малой толщины.

Последнее допущение позволяет считать, что:

-поток жидкости в колесе состоит из бесконечно большого числа отдельных струек;

-форма элементарных струек строго соответствует форме межлрпастного канала;

-скорости потоков во всех точках цилиндрических поверх­ ностей определенного радиуса одинаковы.

Для вывода основного уравнения центробежных насосов вос­ пользуемся теоремой моментов количеств движений, согласно ко­ торой приращение моментов количеств движений жидкости равно моменту внешних сил.

Момент количества движения потока у входа в колесо (точ­ ка А на рис.1.7) равен