Файл: Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 116
Скачиваний: 1
Pt — давление паров жидкости в цилиндре, Н/м2; I — длина всасывающей трубы, м;
5 — ход поршня, м.
§ 14. Местные сопротивления
Сопротивления движению, которые оказывают элементы арма туры трубопровода (колена, задвижки, вентили, тройники и Др.), называются местными сопротивлениями. При их последователь ном расположении общие потери давления, допуская, что ѵ\ = ѵ2 =
P = p g h *= : 5,-^-р |
VI |
о |
|
|
|
|
р |
V с |
( |
20 |
||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
~2 |
|
|
|
|
2 —, |
|
) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где gt; £2; |
Ъ — коэффициенты |
сопротивлений, |
зависящие |
|
|
от |
||||||
|
вида и |
формы |
|
арматуры |
трубопровода |
|||||||
и,; ѵ2\ |
(табл. 2 ); |
|
местными сопротивлениями |
|||||||||
...; и , — скорости |
перед |
|||||||||||
|
но |
направлению движения жидкости. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2 |
||
Вид местного сопротивления |
Эскизы фасонных частей |
|
Средний коэффициент |
|
||||||||
|
|
сопротивления |
|
|
|
|||||||
Плавно ечерчеиный |
Л ^ г ~ — |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
вход в трубу |
|
~ \ |
/ |
’ВХ — 0,1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
lJ |
— - — |
|
|
|
|
|
|
||
Переход |
суживаю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щийся |
|
|
|
|
|
|
?ПС= |
0,1 |
|
|
|
|
Переход расширяю щийся
Колено е углом 90° по нормальному сорта менту
С'пр = 0,25
ПТ т |
, |
ч ѵ н |
£к = 0,2 н- 0,4 |
32
Вид местного сопротивления
Обратный клапан
Задвижка на круглой трубе: г
полностью открытая при открытии
A/d=3/4
при открытии на Ѵг (среднее открытие)
Кран при а=30°
Вентиль
Вход во всасываю щую водопроводную трубу с приемной сет кой и клапаном
Эскизы фасонных частей
" V X
т—
- e s :-
■е е -
П р о до л ж ен и е табл. 2
Средний коэффициент сопротивления
Sok= 1 .7
6з = 0,1 £3 = 0,26
£3 = 2,0
£кр = 5 - 7
Sb = 1 - h 3
£пс = 5 -г 10
Потери давления, вызванные местными сопротивлениями, можно определить непосредственным измерением разности показаний манометров, поставленных до и после сопротивления (или диффе ренциальным манометром).
На преодоление местных сопротивлений тратится значительная часть общей мощности, потребляемой насосом , поэтому следует ограничивать использование фасонных частей, избегать примене ния труб с резким изменением площадей сечений, особенно в сто рону расширения труб. В местах соединения труб переходы долж ны быть как можно более плавными. Колена должны, как прави ло, иметь радиус не менее 2d (d — диаметр трубы); прямые колена
3 |
2615 |
33 |
лучше не применять. Ответвления от магистралей должны выпол няться под острыми углами (15—20°), так как увеличение этих углов приводит к резкому увеличению потерь напора.
Пример. |
Определить |
вакуум |
в центробежном |
насосе |
в месте |
установки |
|||||
вакумметра |
2. Длина трубы |
от |
приемной |
сетки |
1 до |
насоса 3 |
I— 22 |
м; |
|||
d = 0,2 м, производительность |
насоса <2 = 40 |
л/с. Высота |
установки |
насоса |
над |
||||||
уровнем воды йНас = |
5,2 м. |
Всасывающая труба имеет приемную сетку с |
кла |
||||||||
паном и три |
колена, |
коэффициент |
линейного сопротивления |
Л,= 0,03 |
(рис. |
23). |
|||||
ш
•J
|
Рис. 23. Всасывающая труба насоса |
|
|
|
||||
Р е ш е н и е . |
Составляем |
уравнение |
Бернулли |
для |
сечений I— I |
и II— |
||
II. За условный уровень принимается линия I—I. |
|
|
|
|
||||
?ѵЦ2 + pt + Рg z 1 = |
pt/f/2 + Р 2 + |
?gz2 + 2 |
£PV?J 21 + |
(4 d) P |
|
|||
Исходя из условия задачи, имеем |
|
|
|
|
|
|
||
Ѵі = |
0; Рі — Ра, 2і = 0 , Z2 = |
Лнасі |
Р2 = / ’разр» |
|
~~ ѵ- |
|
||
Поэтому |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ра — рЦ2/2* + рразр + Pg^Hac + 2 |
^Pѵ2І2 “1 ^ Щ&) pü2/2, |
|
||||||
Откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя скорость воды в трубе |
|
|
|
|
|
|
||
V = 4Qi(%d2) = Q/(0,785ö<2) = 0,040/(0,785 |
• 0,22) = |
1,25 м/с. |
|
|||||
Принимаем для приемной сетки £заб = 10, |
для колена ^ |
== 0,4; |
|
|||||
тогда |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + 2 S+ )Jld = |
1 + Зік + |
£заб + ЩЛ = |
1 + з |
• 0,4 + 10 + |
0,03 ■22/0,2 = |
15,5; |
||
р 3 = (1,252/2) Юз . 15Д + 9,81 |
. юз . 5,2 » |
0,64 • |
10г’ Н/м2. |
|
||||
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
§ 15. Пуск и остановка насоса
Насос пускается в работу в следующем порядке. Сначала тща тельно осматриваются все соединения и уплотнения и проверяется, есть ли масло в масленках и подшипниках. Затем открываются
нагнетательная и всасывающая задвижки. Если насос заливается из нагнетательной трубы, то достаточно в этом случае открыть кран, установленный на обходной трубе. При заливке насоса во дой в верхней части цилиндра собирается воздух, попадающий туда вместе с водой и через неплотности на всасывающей линии
ив сальниках. Поэтому перед пуском насоса следует выпустить воздух из цилиндра через специальный краник. Попутно прове ряют, залит ли насос. При этом вместе с воздухом будет выходить
ипрерывающаяся струя жидкости. Краник закрывается после того,
как из него потечет сплошная струя воды; это свидетельствует о том, что в цилиндре нет воздуха. Когда все подготовительные операции будут выполнены, насос пускается в работу. Двигатель запускается при пониженной (если это возможно) частоте враще ния; затем она постепенно доводится до нормальной.
Для остановки насоса сначала закрывается всасывающий вен тиль (задвижка), после чего останавливается насос и закрывается нагнетательный вентиль (задвижка). В зимнее время после оста новки насоса жидкость из цилиндра выпускается, чтобы она не замерзла. Если начинать пуск насоса, не открывая нагнетатель ного вентиля, то при первом же нагнетательном ходе поршня про изойдет авария насоса.
§ 16. Основные неполадки поршневых насосов
При эксплуатации поршневых насосов появляются неполадки, связанные с неправильным обслуживанием агрегатов. Своевре менное устранение их имеет большое значение для увеличения срока службы оборудования. Виды и причины неисправностей приведены в табл. 3.
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 3 |
Виды неисправности |
|
Возможные причины неисправности1234 |
|||
Насос |
после |
пуска не |
1. |
Приемный клапан пропускает воду, кото |
|
подает |
воду |
|
рая |
вытекает до того, |
как насос начинает ра |
|
|
|
ботать. |
|
|
|
|
|
2. |
Фланцы всасывающего трубопровода не |
|
|
|
|
плотны; прокладка прорвана и пропускает воз |
||
|
|
|
дух, вследствие чего насос не создает разреже |
||
|
|
|
ния. |
|
|
|
|
|
3. |
Увеличилась длина всасывающего трубо |
|
|
|
|
провода вследствие опускания уровня воды при |
||
|
|
|
откачивании ее из колодца. |
||
|
|
|
4. |
Неплотно закрывается всасывающий кла |
|
|
|
|
пан, ввиду чего вода из цилиндра вытекает во |
||
|
|
|
всасывающую трубу. |
|
|
Насос |
подает |
недоста |
1. |
Через неплотности во всасывающей трубе |
|
точное |
количество воды |
и в сальниках воздух |
проникает в насос, поэто |
||
|
|
|
му в цилиндре создается недостаточное разреже- |
||
35
|
|
П р о д о л ж ен и е табл. 3 |
||
Виды неисправности |
|
Возможные причины неисправности |
||
|
ние и уменьшается полезный ход поршня. Часть |
|||
|
жидкости вытекает через неплотности в клапа |
|||
|
нах и цилиндре. Через всасывающий клапан эта |
|||
|
жидкость проходит при нагнетательном ходе |
|||
|
поршня, а через неплотности в нагнетательном |
|||
|
клапане она просачивается |
из |
нагнетательной |
|
|
трубы в цилиндр при всасывающем ходе поршня. |
|||
|
2. |
Загрязнилась приемная сетка, заклинился |
||
Подшипники и сальники |
приемный клапан. |
|
|
|
1. |
Плохо подается смазка в подшипники. |
|||
нагреваются |
2. |
Загрязнилось масло. |
|
|
|
3. Шейки вала плохо прилегают к вкладышам. |
|||
Насос во время работы |
4. Сальники слишком туго затянуты. |
|||
1. |
Воздушные колпаки |
не |
заполнены возду |
|
стучит |
хом. |
|
|
|
|
2. |
Пружины клапанов ослабли |
или лопнули. |
|
3.Частота вращения превышает нормальную (вода не успевает перемещаться за поршнем).
4.Износились подшипники.
5. |
Ось вала |
расположена |
не перпендикулярно |
к оси цилиндра. |
|
||
6. |
Между ползуном и направляющими (привод |
||
от |
кривошипно-шатунного механизма) образо |
||
вался большой зазор. |
|
||
7. |
Вследствие |
большого |
сопротивления при |
слишком узкой всасывающей трубе происходит разрыв струи.
8.Большой зазор между шейками и вклады шами подшипников (биение вала).
9.Большой зазор между вкладышем шатунной головки и пальцем кривошипа, от чего шатун вибрирует.
10.Большой зазор между вкладышем и паль цем ползуна.
11.Ослабло крепление поршня на штоке.
Задачи
1.Поршневой насос подает 30 м3/ч воды. Манометр, установленный на
напорной трубе, показывает давление 3,4-ІО5 Н/м2, вакуумметр, установленный на всасывающей трубе, показывает давление 0,46-ІО5 Н/м2. Определить избы точное давление, развиваемое насосом. Диаметры всасывающего и нагнетатель
ного патрубка насоса соответственно |
равны dBc = 125 мм; rfH=100 |
мм; расстоя |
ние по вертикали между точками |
присоединения манометра и |
вакуумметра |
О, 8 м; высота расположения манометра относительно его точки присоединения
0,5 м.
Ответ. 4,4-10® Н/м2.
2. Поршневой насос простого действия имеет цилиндр диаметром D = 200 мм с ходом поршня S = 2 0 0 мм. Определить производительность насоса при ча
36
стоте |
вращения вала я = 50 |
об/мин, если |
объемный |
коэффициент полезного |
действия тіо— 0,92. |
|
|
Ответ. 17,35 м3/ч. |
|
|
|
|
|
|
3. |
Насос забирает воду с |
температурой |
/=10° С из |
колодца глубиной 2,5 м |
и перекачивает ее в открытый водонапорный бак, находящийся на высоте 40 м. Составить схему подачи воды и определить требуемое давление насоса, если
гидравлическое |
сопротивление трубопровода составляет рг-с = 0,85-105 |
Н/м2. |
||||
|
|
|
|
|
Ответ. 5,1 -10s Н/м2. |
|
|
4. Определить производительность дифференциального насоса, если диаметр |
|||||
утолщенной части плунжера D = 200 |
мм, ход поршня S = 200 мм, частота |
враще |
||||
ния |
вала |
я = 75 |
об/мин |
и объмный |
коэффициент полезного действия |
насоса |
г]о = |
0,90. |
Каков |
должен |
быть диаметр d второй части плунжера, чтобы подача |
||
в нагнетательную трубу при прямом и обратном ходе плунжера была одина ковой?
Ответ. Q= 24,4 м3/ч, d= 141 мм.
Г л а в а Іі
ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ НАСОСЫ
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
§ 17. Принцип действия центробежных насосов
Наиболее распространены центробежные насосы ввиду просто
ты конструкции и удобства эксплуатации (рис. 24). |
Главными ча |
||||
стями |
центробежного |
насо |
|
і |
|
са являются рабочее |
колесо |
|
|||
12 с изогнутыми лопатками, |
|
|
|||
посаженное на валу, и не |
|
|
|||
подвижный корпус 11 спи |
|
|
|||
ральной формы, изолиру |
|
|
|||
ющий |
колесо от внешней |
|
|
||
среды. Корпус насоса имеет |
|
|
|||
патрубки 13 и 6 для присое |
|
|
|||
динения его к всасывающе |
|
|
|||
му 4 и нагнетательному тру |
|
|
|||
бопроводу 8. Между всасы- |
|
|
|||
ваклцим патрубком |
корпу |
|
|
||
са и колесом во избежание |
|
|
|||
циркуляции |
жидкости внут |
|
|
||
ри насоса устраивается ла |
|
|
|||
биринтное |
уплотнение. |
|
|
||
Центробежный |
насос |
|
|
||
в отличие от поршневого не |
Рис. 24. Схема .установки |
центробежного |
|||
может |
быть пущен в |
рабо |
насоса |
|
|
ту без |
предварительной за |
|
|
||
ливки, так |
как возникающая при вращении рабочего колеса цен |
тробежная |
сила из-за небольшой плотности воздуха (по сравнению |
с плотностью жидкости) недостаточна для создания требуемого
37