Общие сведения об общепромышленных насосах, их классификация и основные характеристики

 

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е.АЛЕКСЕЕВА
ИНСТИТУТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ТЕХНИЧЕСКОЙ  ФИЗИКИ РЕФЕРАТ   Общие сведения об общепромышленных насосах, их классификация и основные характеристики       Абрамов Лев Викторович
Блинов Алексей Николаевич (фамилия, имя, отчество)
Кафедра АТС и МИ ФФффффффффф____________А__________________________
Группа  10-МТ ________02_______________________________
Дата защиты "       "                             2013 г.
Оценка_________
Принял____________Э.Г.Новинский
	Индекс20402.62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………….......……2

1. Определение гидравлических  и газовых машин……….……………………4

2. Основные характеристики насосов………………….……………….....……..5

3. Принципы классификация насосного оборудования……….…...........……...7

4. Классификация насосов по принципу действия…………………….....…….8

4.1 Динамические насосы………..…………………………........………..9 
4.2 Объемные насосы……………...………………………........………...16

5. Многопоточные и многоступенчатые насосы……………..………………..19

Заключение……………………………………………………………………….21

Литература……………………………………………………………………….22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Насосы относятся к  группе энергетических машин и служат для преобразования механической энергии, получаемой от двигателя, в механическую энергию потока жидкости

Отличительной чертой насосов  является их широкая распространенность в народном хозяйстве. Прежде всего  насосы используются в системах водоснабжения  – коммунального и промышленного ,  в ирригационных системах . Важное место в энергетическом балансе страны занимают насосы тепловых электрических станций и судовых установок. Большое значение имеют насосы в химической нефтеперерабатывающей промышленности и в системах дальнего транспортирования нефтепродуктов

Прогресс техники, предусмотренный  планами развития народного хозяйства  России, требует соответствующего развития насосостроения.

Основными направлениями  технического прогресса в области  насосостоения является повышение технико-экономических показателей насосов существующих параметров, увеличение мощностей в одном насосном агрегате и создание новых типов насосов в соответствии с развитием смежных отраслей техники.  Повышение эксплуатационной экономичности агрегатов требует увеличение коэффициента полезного действия самих насосов, усовершенствования систем  регулирования и автоматизации насосных установок. Снижение основных затрат на сооружение насосов и насосных станций может быть достигнуто преимущественно повышением числа оборотов насосных агрегатов при сохранении или уменьшении строительных размеров насосных установок. Это требует разработки технических мероприятий по улучшению кавитационных показателей насосов. Не менее важным являются вопросы обеспечения дальнейшего увеличении сроков непрерывной работы без текущего и капитального ремонтов.

Нассостроение относится к сложной и весьма ответственной области машиностроения, которая характеризуется большим разнообразием типов насосов.  Поэтому одной из основных задач является максимальная унификация и типизация насосов, что может быть достигнуто путем использования и дальнейшего развития методов подобия применительно к этой области техники.

Рабочий процесс а насосах и турбинах весьма сходен. Отличие заключается лишь а направлении передачи энергии: в насосах – от двигателя к жидкости, а в турбинах–— от жидкости к генератору. Это ведет к практически единству теории и значительному сходству методов расчетов насосов и гидротурбин. Рабочий процесс в вентиляторах также почти тождественен с насосами, так как воздух ( или другой газ ) при скоростях, обычных для вентиляторов, ведет себя с достаточной для технических целей точностью как несжимаемая жидкость. В этом случае различия в методах расчета связаны лишь с особенностями конструктивных решений в вентиляторостроении , вызванных относительно большими влияниями центробежных сил на механическую прочность рабочего колеса и низких уровнем давления для корпусной  части. Весьма высоко сходство рабочего процесса в насосах и компрессорах (дозвукового типа). Особенно это относится к местным процессам в отдельных элементах проточной части компрессоров, где явление сжимаемости относительно мало  сказывается.

Все это ведет к широкому единству теории, методов расчета  и возможностью взаимного использования  результатов  экспериментальных  исследований рабочего процесса для  всей упомянутой группы машин.[1,2]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Определение гидравлических и газовых машин

Насос — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Следует заметить, что машины для перекачки и создания напора газов выделены в отдельные группы и получили название компрессорных машин. Насосный агрегат— это совокупность одного или нескольких насосов с двигателем, приводящим их в действие. Насосная установка— это установка со всем необходимым оборудованием, смонтированным по определенной схеме, обеспечивающим работу насоса.

Компрессор – устройство промышленного применения для сжатия и подачи воздуха и других газов  под давлением. По принципу действия все компрессоры можно разделить на две большие группы: динамические и объёмные.

В  машинах объёмного  принципа действия рабочий процесс  осуществляется в результате изменения  объёма рабочей камеры.

В компрессорах динамического  принципа действия газ сжимается  в результате подвода механической энергии от вала, и дальнейшего  взаимодействия рабочего вещества с  лопатками ротора. В зависимости  от направления движения потока и  типа рабочего колеса такие машины подразделяют на центробежные и осевые. В компрессорных машинах при повышении давления газа часть механической работы двигателя затрачивается на работу сжатия газа т.е. на повышение его внутренней энергии, выражающееся в повышении температуры. Однако сходство насосов с компрессорными машинами при более внимательном анализе явлений оказывается большим, чем это может показаться на первый взгляд.

Вентилятор — устройство для перемещения газа со степенью сжатия менее 1,15 (или разностью давлений на выходе и входе не более 15 кПа, при большей разнице давлений используют компрессор) .Вентиляторы обычно используются как для перемещения воздуха — для вентиляции помещений, охлаждения оборудования, воздухоснабжения процесса горения (воздуходувки и дымососы). Мощные осевые вентиляторы могут использоваться как движители, так как отбрасываемый воздух, согласно третьему закону Ньютона, создает силу противодействия, действующую на ротор.[1,5] 
2.Основные характеристики насоса

Насос в соответствии с  назначением характеризируется  тремя параметрами: подачей, напором  и мощностью.

Подача. Подача насоса представляет собой  количество жидкости, подаваемой в единицу времени. В зависимости от характера установки количество подаваемой жидкости измеряется объемом или весом.  Размерности: для объемной подачи Q– , т.е. м³/ч, м³/сек, л/мин и т.п. для весовой подачи G– или т/ч, кГ/сек и т. п.

Напор насоса. Напором насоса Н называется приращение механической энергии, получаемое каждым килограммом жидкости, проходящей через насос, т. е.разность удельных энергий жидкости при выходе из насоса и при входе в него.

Обозначая удельную энергию потока при выходе из насоса ( рис. 1)

 

и удельную энергию при  входе в насос

 

где ; ; — давление, отметка и скорость потока при выходе из насоса;

; ; — то же при входе в насос;

 удельный вес;

 ускорение силы тяжести,

Имеем

H= + (.

Таким образом энергетическая величина напора, отнесенная к единице веса, имеет линейную размерность кГ∙м/кГ = м.

Мощность. Третьим параметром, характеризующим насос, является потребляемая им мощность N , обычно измеряемая в киловаттах. Для ее определения используется понятие полезной мощности , логически вытекающем из представления о напоре и подаче. Приращение энергии (в кГ∙м)  каждого килограмма жидкости, подаваемой насосом, по определению, равно напору Н; количество жидкости, перекачиваемой насосом в единицу времени, равно весовой подаче G; полное приращение энергии, получаемое всем потоком в насосе в единицу времени, т. е. полезная мощность насоса

 

 где  Н— в м;      Q—в м³/сек;

G—в кГ/сек;      γ— в кГ/м³.

Отношение полезной мощности к потребляемой N представляет собой к.п. д. насоса

 

 Следовательно, потребляемая  мощность 

 

Допустимая вакуумная  высота всасывания выражается в метрах столбца подаваемой жидкости и для существующей установки определяется по показанию вакуумметра, приведенному к оси насоса.

Скорость вращения вала насоса n измеряется его числом оборотов в минуту, которое при установленном режиме т.е. при установленных подаче Q и напоре Н должно быть постоянным..[1,4]

 

 

 

 

3.Принципы классификации насосного оборудования

1. по расположению вала (горизонтальные, вертикальные);
2. по величине напора (насосы низкого [до 20 м], среднего [до 40…60м], высокого давления [свыше 60 м]);
3. по способу привода (ручные, электроприводные, паровые)
4. по назначению их разделяют на:

а) энергетические, к которым  относят насосы: питательные, конденсаторные, циркуляционные, сетевые, масляные, топливные, дозировочные, багерные;  вентиляторы: тягодутьевые, мельничные; компрессоры: газотурбинные, надувочные ДВС;

б) насосы и компрессорные  машины предназначенные для химических производств;

в) судовые насосы;

г) фекальные насосы;

д) насосы для гидротранспорта;

е) насосы для криогенных жидкостей;

ж) насосы общего назначения;

з) вентиляторы общего назначения;

и) газодувные машины для  металлургической промышленности;

к) компрессоры воздушные  и стационарные;

л) компрессоры воздушные  передвижные;

м) компрессоры кислородные, аммиачные, азотные, фреоновые и т.д.[1,5]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.Классификация насосов по принципу действия

По принципу действия насосы разделяют на два крупных класса: динамические и объемные. Принцип  действия отражает способ передачи энергии  жидкости.

В динамических насосах жидкость перемещается вследствие силового взаимодействия рабочих  органов в камере, постоянно  сообщающейся со входом и выходом насоса. В объемных машинах жидкость перемещается путем периодического изменения объема рабочей камеры движущимся рабочим органом, причем рабочая камера попеременно сообщается со входом и выходом насоса.

Виды насосов по принципу действия представлены на рисунке 2.[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.1Динамические насосы

Динамические насосы создают поток жидкости с помощью вращающегося лопастного рабочего колеса, сообщающего жидкости кинетическую энергию, трансформируемую в энергию давления. В динамических насосах области всасывания и нагнетании не имеют разграничения. Повышение удельной энергии жидкости происходит постепенно, в процессе ее перемещения из области всасывания в область нагнетания.[2]

Центробежные  насосы

Центробежные насосы в силу целого ряда своих качеств являются, пожалуй, самыми распространенными из всех типов  насосов. Широкий диапазон подач  ( до десятков кубических метров в секунду) и напоров (несколько тысяч метров), высокая частота вращения, доходящая до десятков тысяч оборотов в минуту и сравнительно высокий к.п.д. (80—85%) позволяют использовать их в самых различных отраслях народного хозяйства. Ведущая роль центробежным насосам отводится на тепловых и атомных электростанциях, где они применяются в качестве питательных насосов для подачи воды в паровой котел, конденсаторных – для откачки сконцентрировавшегося пара из конденсатора, циркуляционных–для прокачки конденсаторов, сетевых- для нужд теплофикации, багерных– для шлакоудаления и т.д.

На рисунке 3. представлена схема этого насоса.

 

Рабочее колесо, в каналах  которого происходит повышение энергии  жидкости, состоит из переднего 4 и  заднего 7 дисков. Между дисками размещены  лопасти 1, образующие криволинейные  каналы. Передние диск имеет уплотнительное кольцо2, предназначенное для герметизации напорной части насоса от приемной. Подвод 3, в данном случае выполненный в виде сходящегося патрубка, улучшает условия поступления жидкости в рабочее колесо. В месте выхода вала из корпуса устанавливается концевое уплотнение 8.