Контрольная работа по "Физике"

Вариант 10.

1.Вычертите схему одноколёсного  центробежного осушительного насоса  с вакуум-насосом водокольцевого типа опишите его устройство и действие. Определите мощность в кВт, потребляемую насосом, если подача – 45 м³/ч, напор – 0,2 МПа, КПД – 0,55.

2.Вычертите схему, опишите устройство  и принцип действия пропеллерного  (осевого) насоса, укажите основные  свойства насоса.

3.По схеме консольного центробежного  насоса объясните причины возникновения  осевой силы и опишите методы  разгрузки центробежных насосов от осевого давления.

 

 

1.Определение мощности в кВт:

 

N_н=Q_н*H/102*η

N_н=45*0.2/102*0.55=9/56.1≈6кВт

   Обычный  одноколесный   центробежный насос (см. рис. выше) состоит из лопастного колеса 1 и спирального корпуса 2. В некоторых конструкциях на выходе из колеса устанавливают направляющий аппарат 3, способствующий уменьшению гидравлических потерь на выходе с колеса в корпус.

  Следует отметить, что в современных конструкциях насосов направляющие аппараты применяют редко, так как они усложняют конструкцию и увеличивают ее габариты. Лопастной направляющий аппарат, кроме того, суживает область режимов с высоким КПД.

   Корпус изготовляют литой (обычно чугунный), причем по мере раскрытия спирали может возрастать и его ширина. Разъем делают по вертикальной или горизонтальной плоскости, т. е. в плоскости вращения колеса или в плоскости, нормальной к ней.

  Для уменьшения зазора 4 между всасывающим патрубком корпуса и колесом устраивают лабиринтное уплотнение или даже применяют сальники. Этим уменьшают обратную циркуляцию жидкости внутри насоса («короткое замыкание»), понижающую КПД насоса. Отверстие 5 в корпусе, через которое пропускается вал колеса, также снабжают для герметизации сальником.

 

 

2. Пропеллерные (осевые) насосы применяют для перекачивания больших количеств жидкостей, при небольших напорах, главным образом, для создания циркуляции жидкостей в различных аппаратах, например, при выпаривании.

   Рабочее колесо насоса, по форме близкое к гребному винту, расположено в корпусе. Жидкость захватывается лопастями рабочего колеса и перемещается в осевом направлении, одновременно участвуя во вращательном движении. За насосом установлен направляющий аппарат для преобразования вращательного движения жидкости в поступательное.

   Осевые насосы бывают жестколопастными, с лопастями пропеллерного типа, закрепленным неподвижно на втулке рабочего колеса, и поворотно-лопастными, оборудованными механизмом для изменения угла наклона лопастей. Изменением наклона лопастей рабочего колеса достигается регулирование подачи с поддержанием КПД на высоком уровне. Рабочие колеса осевого насоса имеют высокий коэффициент быстроходности ns = 500-1500 об/мин.

Схема осевого насоса:

1 — корпус; 2 — выправляющий  аппарат; 3 — рабочее колесо; 4 —  лопасти.

 

 

3. В связи с возникновением при работе насоса осевой силы, действующей на ротор и направленной вдоль оси насоса в сторону всасывания, необходимо устройство для ее уравновешивания.

   Возникновение осевой  силы объясняется тем, что при  одинаковом давлении на ведомый  диск рабочего колеса действует  меньшая сила, чем на ведущий  диск вследствие неравенства  их пло­щадей. Под действием осевой силы ротор насоса стремится сдвинуться вдоль своей оси в сторону всасывания. Осевая сила может привести к большому трению между вращающимися колесами и неподвижными направляющими аппаратами или корпусом, что, повлечет за собой быстрый износ деталей насоса и снижение его к. п. д. Для устранения осевой силы применяют: в одноступенчатых насосах — двустороннее колесо, при котором благодаря его симметрии не возникает осевая сила, а при односторонних колесах — упорный подшипник и отверстия в ведущем диске рабочего колеса; в многоступенчатых горизонтальных насосах — гидравлическое разгрузочное устройство или симметричное расположение рабочих колес; в вертикальных насосах — упорные шарикоподшипники, шариковые или обыкновенные пяты, симметричное расположение рабочих колес.

   Наибольшее применение  в шахтных насосах имеет гидравлическое  разгрузочное устройство. С его  помощью достигается полное уравновешивание  осевой силы, причем соответствие  осевой и уравновешивающей сил  устанавливается автоматически.

   Недостатками этого  способа уравновешивания являются: расход воды через разгрузочное  устройство; трение гидропяты о  воду; быстрый износ колец гидропяты  и разгрузки при перекачке  загрязненной воды.

   Разгрузка осуществляется через разгрузочные отверстия в заднем диске рабочего колеса и уплотнительный поясок на рабочем колесе со стороны узла уплотнения. Благодаря разгрузке снижается давление перед узлом уплотнения вала насоса.

 

 

 

Рекомендуемая литература:

1. Аристов Ю.К. – «Судовые  вспомогательные механизмы и  холодильные установки. М., Транспорт, 1985 г.

2. Селиверстов В.М. –  «Судовые холодильные установки  и системы кондиционирования  воздуха». М., Транспорт, 1984 г.

3. Чиняев И.А. – «Судовые  вспомогательные механизмы». М., Транспорт, 1989 г.

4. Чиняев И.А. – «Судовые  системы», М., Транспорт, 1984 г.