Site Loader

Содержание

Насосы Схемы конструктивные — Энциклопедия по машиностроению XXL


Наиболее простая компоновка у агрегатов раздельной подачи. К ним прежде всего относятся бустерные насосные агрегаты с газовой или гидравлической турбиной. Последняя широко применяется в ДУ с криогенными компонентами топлива. Конструктивно такие агрегаты просты, так как рабочим телом турбины служит компонент, подаваемый самим бустерным насосом. Схемы с раздельными ТНА применяются в двигателях с дожиганием по схеме газ — газ , когда рабочее тело в камеру двигателя поступает газообразным. При этом одна из турбин работает на газе с избытком горючего, другая — с избытком окислителя. Наличие отдельного привода обеспечивает каждому насосу высокие энергетические параметры и наилуч-  [c.195]

Для иллюстрации методики компонования рассмотрим проектирование центробежного водяного насоса. Избранный в качестве примера объект обладает специфическими особенностями, влияющими на методику и последовательность компонования.

В рассматриваемом случае имеется довольно устойчивая исходная база в виде поступающего из расчетного отдела эскиза гидравлической части насоса. Конструктору остается облечь его в металл. Во многих случаях бывает задана только схема проектируемого объекта, без определенного размерного скелета. Иногда конструктор приступает к проектированию, зная лишь технические требования к нему и не представляя даже будущей конструкции. Тогда приходится начинать с разработки идеи конструкции и поисков конструктивной схемы, после чего следует компонование в собственном смысле слова.  [c.85]

Конструктивная схема насоса с внешним зацеплением показана на рис. 23.12. Насос состоит из двух шестерен — 1 н 4. Одна из них (ведущая 1) снабжена валиком, через который получает движение от электродвигателя. Эта шестерня называется ротором, а другая, приводимая в движение первой, — замыкателем. Обе шестерни помещены с малыми зазорами в корпус 3. При их вращении в направлении, указанном стрелками, во всасывающей полости 2 создается разрежение и происходит всасывание жидкости в корпус насоса.

Жидкость заполняет впадины между зубьями и перемещается шестернями по внешнему контуру рабочей камеры насоса к нагнетательной полости 6. Здесь зубья вновь входят в зацепление, и жидкость выдавливается из впадин в напорный трубопровод. Для обеспечения наибольшей компактности шестерни выполняют с одинаковым числом зубьев — от 6 до 12.  
[c.323]

Из схемы радиально-поршневых гидромашин видно, что подача радиально-поршневого насоса зависит от величины эксцентриситета е. В регулируемых насосах эксцентриситет можно изменять по величине смещением статора в направляющих корпуса. На рис. 216 показана конструктивная схема регулируемого радиально-поршневого насоса с девятью цилиндрами. В корпусе / установлен статор 2, в котором эксцентрично расположен ротор напорного трубопровода. Статор установлен на раме на шарикоподшипниках 14. Вал двигателя 16 соединяется с валом 9 ротора с помощью кулачковой муфты 15. При регулировании насоса рама 5 перемещается в направляющих 17.  

[c. 335]


Принципиальная схема аксиально-поршневых гидромашин ( 93) показывает, что подача аксиально-поршневого насоса зависит от угла 1 наклонного диска (шайбы). В регулируемых насосах угол 7 можно изменить поворотом диска относительно оси, перпендикулярной к оси вращения блока. На рис. 2 7 показана конструктивная схема регулируемого аксиально-поршневого насоса. Насос состоит из блока цилиндров /, имеющего обычно 7 или 9 параллельно расположенных цилиндров. В каждом цилиндре перемещается поршень 2, опирающийся на наклонный диск 3, закрепленный с помощью упорного подшипника на обойме 7, которая соединяется с корпусом насоса. Обойма вместе с диском наклонена к плоскости, перпендикулярной к оси блока.  
[c.338]

Сетевые насосы. Сетевые насосы сетевой подогревательной установки предназначены для питания теплофикационных сетей и обслуживания сетевой подогревательной (бойлерной) установки. Они монтируются либо непосредствен-но на электростанции, либо на промежуточных перекачивающих насосных станциях. В зависимости от теплового режима сети насосы должны надежно работать при значительных колебаниях температуры перекачиваемой воды в широком диапазоне подач. Параметры выпускаемых сетевых насосов определены ГОСТ 22465-77. Основные технические характе ристики насосов приведены в табл. 9.7, а ха рактеристики — в приложении 9. Сетевые насосы центробежные, горизонтальные, с приводом от электродвигателя. В зависимости от размера они могут поставляться как на общей, так и на раздельной фундаментных плитах. В зависимости от создаваемого напора могут быть одно- и двухступенчатые насосы, с синхронными частотами вращения 1500 и 3000 об/мин. По конструктивному исполнению насосы можно разбить на три группы, внутри которых имеют место общность конструктивной схемы и высокая степень унификации. Количество ступеней является основным отличительным признаком, по которому все сетевые насосы делятся на одно- и двухступенчатые.  

[c.261]

Насосы типа КМ по конструктивной схеме аналогичны насосам типа МКВ. Отличительными особенностями являются установка рабочего колеса на консольной части вала входной воронкой вверх применение бокового подвода, что дало возможность выполнить корпус цельным с противоположно направленными входным и напорным патрубками.  [c.287]

Поток рабочей жидкости из бака 1 насосом 2 подается к распределителю 3. Золотник А управляет гидроцилиндром 4 или 5 подъема и опускания ковша. В зависимости от конструктивной схемы скрепера применяют четвертую или пятую пару гидроцилиндров, отличие которых в том, что подъем ковша происходит при подаче жидкости в  

[c.96]

На рис. 1.5 представлены кинематическая (а) и конструктивная (б) схемы механизма кислородного насоса с указанием величин, необходимых для кинематического исследования.  [c.23]

Для обеспечения безопасной работы установки периодически осуществляется слив кубовой жидкости через испаритель 24 и отогрев адсорберов 22 и 4 (в реальной схеме предусматриваются резервные адсорберы). Кроме того, для выработки холода в пусковой период в жидкостном режиме и для обеспечения длительной безостановочной работы установки имеются резервные турбодетандер 5 и запасной насос. 23 кубовой жидкости. Большое количество азотных регенераторов объясняется исключительно конструктивными соображениями диаметр каждого регенератора равен 3,2 м, а высота составляет примерно 7 м.  

[c.327]

В состав пневматических систем входят следующие основные устройства компрессор, вакуум-насос или другой преобразователь механической работы в потенциальную энергию воздуха трубопроводы, по которым транспортируется сжатый или разреженный воздух распределительные, контролирующие, регулирующие и вспомогательные устройства преобразователь энергии сжатого или разреженного воздуха в механическую работу. В зависимости от назначения пневматической системы те или иные из перечисленных устройств в ней могут отсутствовать или принимать самую разнообразную конструктивную форму. Например, на схеме рис.

Х.1, б отсутствуют трубопроводы, распределительные, контрольные и регулирующие устройства, а оба преобразователя энергии совмещены.  [c.169]


Приводная часть этих насосов представлена различными схемами, показанными на фиг. 80, где сопоставлены индивидуальные конструкции насосов и унифицированные в качестве базовой конструкции для двух конструктивно нормализованных рядов насосов. К числу индивидуальных относятся  
[c.128]

Пневматические и гидравлические съемники по конструктивным схемам не отличаются от ручных в первом (рис. 217, б) сила распрессовки создается пневмоцилиндром, во втором (рис. 217,в) — давлением масла, нагнетаемого насосом.  [c.269]

На люльку аксиально-поршневого насоса с регулируемой подачей действует система сил, обусловленная конструктивной схемой. Часть сил и моментов воспринимается подшипниками люльки. Другая часть силовых воздействий нагружает штоки сервоцилиндров, при помощи которых осуществляется силовое управление люлькой насоса (рис.

1), Здесь — давление нагнетания Рве — давление всасывания ф — угол поворота ротора насоса. Люлька удерживается в заданном положении,или движется по определенному закону, задаваемому извне в результате работы следящей системы с позиционной обратной связью.  [c.150]

Основная частота колебаний усилий на штоках сервоцилиндров в нестационарных режимах работы насоса равна частоте осцилляции золотниковой втулки (25 гц), которую можно приближенно считать синусоидальной. Следует заметить, что максимальные усилия на штоках в не- стационарных режимах в 2—3 раза превышают усилия при фиксированном положении люльки. Это объясняется конструктивными особенностями золотникового распределителя сервопривода люльки. Его схема представлена на рис. 2.  

[c.151]

Конструктивные схемы насосов  [c.338]

Каждый из этих органов в идеальном случае представляет собой отдельную деталь, хотя конструктивные соображения или схема машины могут привести к созданию этих органов в виде нескольких деталей. Таким образом, обращение одной из деталей в узел нескольких присуще механизму, составляющему роторный насос. Ротор вращается от ведущего вала. Статор — неподвижный орган, обладающий приёмной и напорной камерами. Если по конструктивным соображениям статор снабжён вращающейся частью, то ось вращения последней должна быть повёрнута или смещена относительно оси вращения ротора.  [c.396]

Экономичной, простой и достаточно надежной в эксплуатации схемой регенеративного подогрева конденсата до расчетной температуры является его последовательный подогрев в поверхностном п. н. д., в деаэраторе и в поверхностном п. в. д. Эта схема (рис. 7-19) на электростанциях получила большое применение. Температура конденсата при полной нагрузке турбины после п. п. д. обычно составляет 65—85° С, после деаэратора 101 —103° С н после п. в. д. 140—180° С. При этом следует учесть, что термический деаэратор предназначен в первую очередь для деаэрации питательной воды и используется в качестве регенеративного подогревателя смешивающего типа только в силу его подходящих конструктивных особенностей. Этим, в частности, и ограничена небольшая степень нагрева питательной воды в деаэраторе. Из приведенной схемы видно, что поверхностный п. п. д. включается между конденсатором и деаэратором, а п. в. д. — между питательным насосом  [c.301]

В монографии изложены основы математического моделирования установившихся режимов работы центробежных насосов при помощи скалярных и комплексных схем замещения, полученных путем использования электрогидравлической аналогии. Предложена методика расчета параметров схем замещения на основании конструктивных данных насосов и характеристик рабочей жидкости. Приведен каталог расчетных параметров для серии насосов магистральных нефтепроводов.  [c.2]

Лопатки, как уже было сказано, охлаждаются водой. Конструктивная схема водяного охлаждения- приведена на рис. 5-12. На рисунке показана часть турбинного диска, в котором укреплены две лопатки, охлаждаемые водой. Охлаждающая вода (дистиллированная) подается циркуляционным насосом в водяную камеру 1. Из камеры U7 вода по радиальным каналам 2 поступает в каналы чашевидного диска, образуя кольцо жидкости 3. По 24 каналам 4 охлаждающая вода идет в кольцевую полость 5, откуда через сверления 10 направляется в каналы, высверленные в диске ротора, и таким образом доходит до хвостов лопаток. Каналы для прохода воды в лопатках сделаны путем вварки внутрь лопаток вогнутых стальных трубок. Из первой лопатки вода проходит по трубке 12 в соседнюю лопатку, откуда по трубке 13 возвращается в диск. Трубки 11, 12 и 13 приварены к диску и к хвостам лопаток. При номинальном числе оборотов давление в местах перехода воды из дисков в лопатки достигает 60 ama. Пройдя через две соседние лопатки, охлаждающая вода поступает в канал 9 и в полость 6, откуда выходит через сверление 7 вместе с паром с температурой около 100°С и далее по трубопроводу  [c.163]

Подогреватели высокого давления для первых энергетических паротурбинных установках на нормальные параметры пара конструктивно не отличались от аналогичных аппаратов низкого давления. С учетом того, что трубная система подогревателя высокого давления работает под полным давлением питательного насоса, они изготовлялись с применением стальных литых водяных камер (основная и плавающая ) и стальных трубок, т. е. более прочными в сравнении с теплообменниками низкого давления. Для комплектации турбоустановок этой серии, выпускавшихся после 1932 г., в схемах регенерации турбин ЛМЗ применялись подогреватели высокого давления с одной водяной камерой и трубной системой, набранной из U-образных стальных и латунных трубок.  [c.50]

На рис. П.6 дана конструктивная схема регулируемого эксцентрикового насоса, где регулирование осуществляется изменением эксцентриситета.  [c.84]


В конструкциях насосов и гидромоторов применяется обычно не одинарный, а сдвоенный кардан, конструктивная схема которого приведена на рис. 2.31. Обозначив угол поворота карданного вала через т, а углы, образованные его осью с осями приводной шайбы и ротора, соответственно 01 и 02, можем написать  [c. 159]

На рис. 62 показана конструктивная схема подъемного устройства весоизмерительной машины до ее модернизации. В основном ее механизм состоит из силового цилиндра 6, который подключается к насосу по обычной схеме, обеспечивающей возвратно-поступательное движение. Согласованное (или синхронное) перемещение всех точек платформы 1 с изделием, которое, как правило, располагается  [c.106]

На рис. 97 показана конструктивная схема аккумулятора, у которого разделение сред обеспечивается плунжером. Полость 3 заполняется сжатым воздухом (или газом). Зарядка маслом полости 2 производится от насоса через полый шток 1.  [c.150]

Как уже отмечалось, при двухступенчатой схеме насосы I ступени должны обеспечивать примерно двукратный расход мазута. Насосы И ступени выбираются по расходу и напору мазута, требуемому котельной. Двухступенчатая схема конструктивно значительно сложнее одноступенчатой и менее гибка в эксплуатации, так как оба рециркуляционных контура взаимосвязаны. Для мазутохозяйства крупных электростанций Теплоэлектропроект применяет двухступенчатую схему рециркуляционного разогрева мазута соответственно нормам технологического проектирования для -ггих станций.  [c.277]

Другой конструктивной разновидностью аксиальнопоршневого насоса является насос, схема которого представлена на рис. 12.10. Он отличается тем, что его ротор I расположен наклонно по отношению к оси вала б. Вращение ротора в этой машине обеспечивается двухшарнирным несиловым карданом 4. Есть подобные гидромашины и с одношарнирным силовым карданом, а также с бескарданной силовой связью через штоки поршневой группы. Возвратно-поступательное движение поршней 2 обеспечивается штоками 3 со сферическими головками на концах, одна из которых, образуя сферический шарнир, закреплена в поршне, а другая — в ведущем диске 5, жестко закрепленном на фланце вала насоса.  [c.203]

Конструкция ротора многоступенчатого. насоса зависит от конструктивной схемы насоса. При одностороннем расположении рабочих колес и скользящей посадке- на вал (разборный ротор) рабочие колеса торцами ступиц упираются друг в друга и передают суммарное осевое усилие на бурт вала (рис. 7.18,в). В случае неперпенцикулярности торцов ступиц возможны возникновение перетоков жидкости по валу и его дополнительный изгиб. Поэтому торцы ступиц обрабатываются с перпендикулярностью 0,01— 0,02 мм при высокой чистоте контактных поверхностей. В горячих насосах между комплектом рабочих колес и упорной втулкой предусмотрен зазор 0,5—1 мм для компенсации тепловых расширений деталей ротора. Скользящая посадка рабочих колес на вал создает возможность для разбалансировки ротора. Наиболее благоприятные условия для обеспечения уравновешенности создаются при неразборной конструкции ротора, когда рабочие колеса посажены на вал с натягом (рис. 7.18,г). Сборка и разборка такого ротора, как правило, производится с подогревом ступицы рабочего колеса. Вал такого ротора имеет ступенчатое уменьшение диаметров посадочных поверхностей под колеса.[c.171]

Характерной особенностью схем энергоблоков мощностью 300 МВт и более является разделение питательных насосов на основные и бустерные. Установка бустерного насоса диктуется следующими причинами. При увеличении мощности турбин увеличивается и подача применяемых насосов. Но с увеличением частоты в ращения насоса и его подачи повышается требуемый подпор на всасывающей стороне, если одновременно не снижать частоту в ращения ротора. Снижение же частоты вращения уменьшает напор, развиваемый ступенью насоса по квадратичной зависимости, и увеличивает количество ступеней. Это делает насос более тяжелым, дорогим и крупногабаритным (особенно для высоконапорных насосов). Для того чтобы избежать утяжеления насоса, его как бы разделяют на два первый, буст рный — имеет малую частоту в ращения и не требует большого подлора, а второй, основной — имеет большую частоту в ращения, а следовательно, более компактен, что возможно благодаря подпору, создаваемому бустерным насосом. Таким образом, конструктивные соображения вынудили ограничить число ступеней насоса и увеличить частоту его вращения. Последнее в свою очередь пршвело к сооружению бустерного насоса.  [c.239]

Насосы и гидромоторы типа 310 и насосы типа 311 по принципу действия и конструктивным схемам аналогичны гидромашинам типа 210. Они выпусканется трех типоразмеров со шпоночным и шлицевым соединением вы-  [c.168]

Конструктивная схема с несколькими проточными частями одной из тепловозных передач приведена на рис. 114. В данной конструкции имеется один гидротрансформатор и две гидромуфты число обо-рбтов насосов увеличивается по сравнению с числом оборотов двигателя путем введения повышающей зубчатой передачи. Двигатель соединен с валом /. Во время трогания с места и на трудных участках дороги (подъемах) работает гидротрансформатор 6, турбина которого связана с ведомым валом 5. При более легких условиях работы тепловоза проточная часть гидротрансформатора опоражнивается и заполняется гидромуфта 7.[c.224]

Конструктивная схема рабочей полости предохранительной турбомуфты показана на рис. VIII.9. Предохранительная турбомуфта кроме насосного колеса, вращаемого приводным двигателем, и турбинного колеса, связанного с рабочей машиной, имеет резервуар — дополнительный объем. Дополнительный объем закреплен на насосе и сообщается с рабочей полостью по периферии несколькими небольшими отверстиями и у центральной части кольцевым отверстием со значительным проходным сечением. При работе турбомуфты с номинальным моментом в рабочей полости устанавливается малый круг циркуляции, жидкость отжата к периферии и не вытекает в дополнительный объем, заполнение рабочей полости максимальное. Поэтому скольжение между рабочими колесами турбомуфты небольшое, а следовательно, к. п. д. велик. Обычно номинальный к. п. д. предохранительных турбомуфт 95—96%. Турбомуфта работает по характеристике 1 (см. рис. VIII.9, а), близкой к характеристике полного заполнения. При увеличении нагрузки скольжение в турбомуфте увеличивается и при некотором критическом значении скольжения крит рабочая жидкость приближается к центру и частично вылива-  [c. 169]

На рис. 21 была приведена схема кулисного механизма, который является модификацией механизма качающейся кулисы. Такие механдамы в различном конструктивном оформлении (см. рис. 21, б и в) также широко используют в насосах.  [c.244]

В отличие от ранее построенных атомных электростанций на ней впервые в мировой реакторной практике был осуществлен цикл с ядерным перегревом пара. Две группы технологических каналов ее графито-водяного кипящего реактора по конструктивному исполнению блиэки к технологическим каналам реактора Обнинской АЭС, но количество их увеличено и каждый снабжен шестью тепловыделяющими элементами из уранового сплава, обогащенного до 1,3% ураном-235. По трубкам этих элементов в каналах испаряющей группы под давлением 150 атм циркулирует вода первичного контура двухконтурной коммуникационной схемы, нагреваемая до температуры кипения. Образующаяся паро-водяная смесь поступает в сепаратор, в котором происходит разделение пара и воды. Затем пар направляется в змеевики парогенератора и, отдавая тепло воде вторичного контура, конденсируется. На выходе из змеевиков конденсат смешивается с водой, отводимой из сепаратора, проходит через водоподогреватель вторичного контура и, наконец, вновь подается циркуляционными насосами в испаряющие каналы реактора. Пар, получаемый в парогенераторе, проходит через реактор по каналам пароперегревательной группы, нагреваясь до температуры 500° С, и затем поступает в турбину.  [c.177]


Рис. 52. Демонтаж и схемы установки фи гьтроз liTeAA-Temv. а — процесс извлечения фильтрующего элемента со стороны наружной стенки масляного резервуара 6 — конструктивная схема работы отсечного клапана, осуществляющего перекрытие входного отверстия в корпус фильтра в — схема подсоединения фильтра к всасывающему патрубку погружного насоса г — к насосу, установленному на крышке резервуара — к насосу, смонтированному на специальной притычной плите е — конструкция гибкого присоединительного трубопровода
Как следует из тепловой схемы АЭС с БН-350 (рис. 8.2), жидкий натрий прокачивается по первому контуру через реактор 1 насосом 5 и по промежуточному контуру насосом 9. Насос 3 имеет биологическую защиту, но конструктивно эти насосы одинаковы. Это центробежные консольные насосы со свободно фиксированным уровнем натрия и механическим уплотнением. еплообменник 2 промежуточного контура представляет собой бак с погруженными в него змеевиками, внутри которых протекает натрий промежуточного контура.  [c.84]

Показывается, что использование управляемого гидромотора вместо управляемого насоса в силовом гидроприводе с разомкнутой схемой управления, кроме существенного уменьшения веса и габаритов, приводит к значительному увеличению постоянной времени и коэффициента демпфирования на больших скоростях движения, делает параметры системы существенно зависимыми от значения параметра регулирования. Устанавливается, что по Отношению к стационарным случайным, воздействиям рассматриваемый гидропривод неустойчив в случае использования гидромотора, кинематика которого меняется с изменением значения параметра регулирования. Дается связь между основными конструктивными параметрами гидромашян и параметрами дифференциального уравнения. Зависимость коэффициентов динамической ошибки от нагрузки и значения параметра регулирования является причиной низкого качества управляемости системы. Динамические свойства на малых скоростях движения не отличаются от свойств традиционной системы. Рис. 2, библ. 16.  [c.221]

На рис. 9-15 приведены подобная схема и конструктивные особенности деаэратора, разработанные УЭМП. Безъемкостный деаэратор J готовится из корпуса фильтра со сферическими днищами. Деаэратор имеет в первой ступени деаэрации струйно-разбрызгиваю-щее устройство 2, а во второй — полузамкнутый контур многократной барботажной додеаэрации 3. Вакуум создается вакуум-насосом 4, отсасывающим парогазовую смесь через обезвоживающий охладитель выпара 5.  [c.212]

Недостатком смешивающих (подогревателей является необходимость установки после каждого из них отдельного насоса, подающего Воду в следующую ступень регенеративного подогрева. Число последовательно установленных насосов, не считая конденсат-ного, по пути от конденсатора до парового котла равно в этом случае числу регенеративных отборов. Такая схема изображена на фиг. 47 и применена на некоторых американских электростанциях. Некоторое упрощение может быть достигнуто объединением привода нескольких насосов от общего мотора или даже конструктивным объединениям нескольких насосов в один с промежуточным включением подогревателей между ступенями насосов.  [c.72]

Из приведенной схемы установки видно, что абсорбционный узел этой установкп-состоящий из абсорбера 5, генератора аммиачного пара 5, насоса 4 и редукционного вентиля 7, служит в конечном итоге для сжатия аммиачного пара от давления на выходе из испарителя до давления на входе в конденсатор. Преимущество этого способа сжатия аммиачного пара заключается в том, что если в обычной парокомпрессионной установке на сжатие пара затрачивается значительная работа, то в случае абсорбционной установки насос повышает давление жидкости (водоаммиачный раствор), причем затрата работы на привод этого насоса пренебрежимо мала по сравнению с затратой работы в компрессоре, да и сам насос компактен и конструктивно прост. Конечно, выигрыш в работе, затрачиваемой на привод компрессора, компенсируется затратой тепла в генераторе аммиачного пара это тепло отводится затем охлаждающей водой в абсорбере 5, так что 9ябс=9пг (если пренебречь работой насоса).  [c.447]

Во втором и третьем разделах изложены основы математического моделирования режимов соответственно идеализированного и реального ЦН в координатах действительных чисел (скалярная модель). На базе модифицированного уравнения Эйлера предложена схема замещения насоса, которая состоит из гидравлического источника — аналога электродвижущей силы с постоянным гидравлическим сопротивлением (импедансом). Для учета конечного числа лопастей в рабочих колесах, наличия объемных, гидравлических и механических потерь схема дополняется соответствующими нелинейными сопротивлениями. Расчет параметров этой схемы по конструктивным данным машины ведется в системе относительных единиц, где базовыми приняты номинальные параметры ЦН. На основании уравнений Кирхгофа для схемы замещения записана система нелинейных уравнений равновесия расходов и напоров ЦН, решение которой позволяет построить рабочие характеристики ЦН и оптимизировать его конструктивные параметры. Рассмотрен также вопрос эквивалентирования многопоточных и многоступенчатых насосов одноступенчатой машиной с колесом с односторонним входом.  [c.5]


Сердечно-сосудистая система и что в нее входит

Cердечно-сосудистая система — одна из важнейших систем организма, обеспечивающих его жизнедеятельность. Сердечно-сосудистая система обеспечивает циркуляцию крови в организме человека. Кровь с кислородом, гормонами и питательными веществами по сосудам разносится по всему организму. По пути она делится указанными соединениями со всеми органами и тканями. Затем забирает все, что осталось от обмена веществ для дальнейшей утилизации.

Сердце

Кровь циркулирует в организме благодаря сердцу. Оно ритмически сокращается как насос, перекачивая кровь по кровеносным сосудам и обеспечивая все органы и ткани кислородом и питательными веществами. Сердце — живой мотор, неутомимый труженик, за одну минуту сердце перекачивает по телу около 5 литров крови, за час – 300 литров, за сутки набегает 7 000 литров.

Круги кровообращения

Кровь, протекающую по сердечно-сосудистой системе, можно сравнить со спортсменом, который бегает на разные дистанции. Когда она проходит через малый (легочный) круг кровообращения – это спринт. А большой круг – это уже марафон. Эти круги англичанин Вильям Гарвей описал еще в 1628 году. Во время большого круга кровь разносится по всему телу, не забывая обеспечивать его кислородом и забирать углекислый газ. Во время этого «забега» артериальная кровь становится венозной.

Малый круг кровообращения отвечает за поступление крови в легкие, там кровь отдает углекислый газ и обогащается кислородом. Кровь из малого круга кровообращения возвращается в левое предсердие. Большой круг кровообращения, начинающийся в левом желудочке, обеспечивает транспорт крови по всему телу. Кровь, насыщенная кислородом, перекачивается левым желудочком в аорту и ее многочисленные ветви – различные артерии. Затем она поступает в капиллярные сосуды органов и тканей, где кислород из крови обменивается на углекислый газ. Большой круг кровообращения заканчивается небольшими венами, которые сливаются в две крупные вены (полые вены) и возвращают кровь в правое предсердие. По верхней полой вене происходит отток крови от головы, шеи и верхних конечностей, а по нижней полой вене – от туловища и нижних конечностей.

Кровеносные сосуды

Кровеносные сосуды — эластичные трубчатые образования в теле человека, по которым силой ритмически сокращающегося сердца или пульсирующего сосуда осуществляется перемещение крови по организму. По артериям кровь бежит от сердца к органам, по венам возвращается к сердцу, а самые мелкие сосуды — капилляры – приносят кровь к тканям.

Артерии

Без питательных веществ и кислорода не может обойтись ни одна клетка. Доставку их осуществляют артерии. Именно они разносят богатую кислородом кровь по всему телу. При дыхании кислород попадает в легкие. где дальше начинается доставка кислорода по всему организму. Сначала к сердцу, потом по большому кругу кровообращения ко всем частям тела. Там кровь меняет кислород на углекислый газ и затем возвращается в сердце. Сердце перекачивает ее обратно в легкие, которые забирают углекислый газ и отдают кислород, и так бесконечно. А еще есть легочные артерии малого круга кровообращения, они находятся в легких и по ним кровь, бедная кислородом и богатая углекислым газом поступает в легкие, где и происходит газообмен. Затем эта кровь по легочным венам возвращается в сердце.

Вены

Кровь с углекислым газом и продуктами обмена веществ из капилляров попадает сначала в вены, а по ним движется к сердцу. Клапаны, которые есть почти у всех вен, делают движение крови односторонним.

Еще в малом круге кровообращения есть так называемые легочные вены. По ним кровь, богатая кислородом течет от легких к сердцу.

Источники:

  1. Козлов В.И. Анатомия сердечно-сосудистой системы. Практическая медицина, 2011г. – 192 с.

SARU.ENO.19.06.1021

принцип работы и устройство эжекторного насоса

Эжектор – что это такое? Данный вопрос часто возникает у владельцев загородных домов и дач в процессе обустройства автономной системы водоснабжения. Источником поступления воды в такую систему, как правило, является предварительно пробуренная скважина или колодец, жидкость из которых необходимо не только поднять на поверхность, но и транспортировать по трубопроводу. Для решения таких задач используется целый технический комплекс, состоящий из насоса, набора датчиков, фильтров и водяного эжектора, устанавливаемого в том случае, если жидкость из источника необходимо откачивать с глубины, превышающей десять метров.

Эжектор водоструйный с фланцевыми соединениями

В каких случаях нужен эжектор

Прежде чем разбираться с вопросом о том, что такое эжектор, следует выяснить, для чего нужна насосная станция, оснащенная им. По сути, эжектор (или эжекторный насос) представляет собой устройство, в котором энергия движения одной среды, перемещающейся с высокой скоростью, передается другой среде. Таким образом, у эжекторной насосной станции принцип работы основан на законе Бернулли: если в сужающемся сечении трубопровода создается пониженное давление одной среды, это вызовет подсос в формируемый поток другой среды и ее перенос от места всасывания.

Всем хорошо известно: чем больше глубина источника, тем тяжелее поднять воду из него на поверхность. Как правило, если глубина источника составляет более семи метров, то обычный поверхностный насос уже с трудом выполняет свои функции. Конечно, для решения такой проблемы можно применить более производительный погружной насос, но лучше пойти другим путем и приобрести эжектор для насосной станции поверхностного типа, значительно улучшив характеристики используемого оборудования.

Внешний эжектор, подготовленный для погружения в скважину

За счет применения насосной станции с эжектором увеличивается напор жидкости в основном трубопроводе, при этом используется энергия быстрого потока жидкой среды, протекающей по его отдельному ответвлению. Эжекторы, как правило, работают в комплекте с насосами струйного типа – водоструйными, жидкостно-ртутными, парортутными и паромасляными.

Особенно актуальным эжектор для насосной станции является в том случае, если надо увеличить мощность уже установленной или планируемой к установке станции с поверхностным насосом. В таких случаях эжекторная установка позволяет увеличить глубину забора воды из резервуара до 20–40 метров.

Обзор и работа насосной станции с внешним эжектором

Виды эжекторных устройств

По своему конструктивному исполнению и принципу действия эжекторные насосы могут относиться к одной из следующих категорий.

Паровые

При помощи таких эжекторных устройств из замкнутых пространств откачиваются газовые среды, а также поддерживается разреженное состояние воздуха. Работающие по такому принципу устройства имеют широкую область применения.

Паровой эжектор для турбины с маслоохладителем

Пароструйные

В таких устройствах для отсасывания газообразных или жидких сред из замкнутого пространства используется энергия струи пара. Принцип работы эжектора данного типа заключается в том, что пар, вылетающий из сопла установки с большой скоростью, увлекает за собой транспортируемую среду, выходящую через кольцевой канал, расположенный вокруг сопла. Эжекторные насосные станции данного типа применяются преимущественно для быстрого откачивания воды из помещений судов различного назначения.

Установка подогрева воды с помощью пароструйного эжектора

Газовые

Станции с эжектором данного типа, принцип действия которых основан на том, что сжатие газовой среды, изначально находящейся под низким давлением, происходит за счет высоконапорных газов, используются в газовой промышленности. Описанный процесс протекает в камере смешения, откуда поток перекачиваемой среды направляется в диффузор, где происходит его торможение, а значит, рост давления.

Воздушный (газовый) эжектор для химической, энергетической, газовой и других отраслей промышленности

Конструктивные особенности и принцип действия

Элементами конструкции выносного эжектора для насоса являются:

  • камера, в которую всасывается перекачиваемая среда;
  • смесительный узел;
  • диффузор;
  • сопло, поперечное сечение которого сужается.

Устройство выносного эжектора

Как работает любой эжектор? Как сказано выше, функционирует такое устройство по принципу Бернулли: если скорость движения потока жидкой или газовой среды увеличивается, то вокруг него формируется область, характеризующаяся низким давлением, что способствует возникновению эффекта разрежения.

Если правильно подобрать форму трубы и скорость потока, то в отвод, расположенный в суженной части, будет засасываться воздух или жидкость

Итак, принцип работы насосной станции, оснащенной эжекторным устройством, заключается в следующем:

  • Жидкая среда, которую перекачивает эжекторная установка, поступает в последнюю через сопло, поперечное сечение которого меньше, чем диаметр входной магистрали.
  • Проходя в камеру смесителя через сопло с уменьшающимся диаметром, поток жидкой среды приобретает заметное ускорение, что способствует формированию в такой камере области с пониженным давлением.
  • За счет возникновения в смесителе эжектора эффекта разрежения в камеру всасывается жидкая среда, находящаяся под более высоким давлением.

Если вы решили оснастить насосную станцию таким устройством, как эжектор, имейте в виду, что перекачиваемая жидкая среда поступает в него не из скважины или колодца, а от насоса. Сам эжектор при этом располагается таким образом, чтобы часть жидкости, которая была откачана из скважины или колодца посредством насоса, возвращалась в камеру смесителя через сужающееся сопло. Кинетическая энергия потока жидкости, поступающей в камеру смесителя эжектора через его сопло, передается массе жидкой среды, всасываемой насосом из скважины или колодца, обеспечивая тем самым постоянное ускорение ее движения по входной магистрали. Часть потока жидкости, которую откачивает насосная станция с эжектором, поступает в рециркуляционную трубу, а остальная – в обслуживаемую такой станцией водопроводную систему.

Подключение насоса с внешним эжектором

Разобравшись с тем, как работает насосная станция, оснащенная эжектором, вы поймете, что ей требуется меньше энергии для того, чтобы поднять воду на поверхность и транспортировать ее по трубопроводу. Таким образом, не только повышается эффективность использования насосного оборудования, но и увеличивается глубина, с которой может быть произведено откачивание жидкой среды. Кроме того, при использовании эжектора, всасывающего жидкость самостоятельно, насос защищен от работы вхолостую.

Устройство насосной станции с эжектором предусматривает наличие в ее оснащении крана, устанавливаемого на рециркуляционной трубе. При помощи такого крана, который регулирует поток жидкости, поступающей к соплу эжектора, можно управлять работой данного устройства.

Виды эжекторов по месту установки

Приобретая эжектор для оснащения насосной станции, имейте в виду, что такое устройство может быть встроенным и внешним. Устройство и принцип работы эжекторов двух этих типов практически ничем не отличаются, различия состоят лишь в месте их установки. Эжекторы встроенного типа могут помещаться во внутреннюю часть корпуса насоса, либо монтироваться в непосредственной близости от него. Эжекционный насос встроенного типа отличает ряд достоинств, к которым следует отнести:

  • минимум места, необходимого для установки;
  • хорошая защищенность эжектора от загрязнений;
  • отсутствие необходимости в установке дополнительных фильтров, защищающих эжектор от нерастворимых включений, содержащихся в перекачиваемой жидкости.

Центробежный насос с встроенным эжектором

Между тем следует иметь в виду, что высокую эффективность эжекторы встроенного типа демонстрируют в том случае, если их используют для откачивания воды из источников небольшой глубины – до 10 метров. Еще одним значимым недостатком насосных станций с эжекторами встроенного типа является то, что они издают достаточно сильный шум при своей работе, поэтому располагать их рекомендуется в отдельном помещении или в кессоне водоносной скважины. Следует также иметь в виду, что устройство эжектора данного типа предполагает использование более мощного электродвигателя, приводящего в действие и саму насосную установку.

Выносной (или внешний) эжектор, как следует из его названия, устанавливается на определенном расстоянии от насоса, причем оно может быть довольно большим и доходить до пятидесяти метров. Эжекторы выносного типа, как правило, размещают непосредственно в скважине и подключают к системе посредством рециркуляционной трубы. Насосная станция с выносным эжектором также требует использования отдельного накопительного бака. Этот бак необходим для того, чтобы обеспечивать постоянное наличие воды для рециркуляции. Наличие такого бака, кроме того, позволяет снизить нагрузку, приходящуюся на насос с выносным эжектором, и уменьшить количество энергии, необходимой для его функционирования.

Насос с внешним эжектором

Использование эжекторов выносного типа, эффективность которых несколько ниже, чем у встраиваемых устройств, позволяет осуществлять откачивание жидкой среды из скважин значительной глубины. Кроме того, если сделать насосную станцию с внешним эжектором, то ее можно не размещать в непосредственной близости от скважины, а смонтировать на расстоянии от источника водозабора, которое может составлять от 20 до 40 метров. При этом важно, что расположение насосного оборудования на таком значительном расстоянии от скважины не отразится на эффективности его работы.

Изготовление эжектора и его подключение к насосному оборудованию

Разобравшись в том, что же такое эжектор и изучив принцип его действия, вы поймете, что изготовить это несложное устройство можно и своими руками. Зачем изготавливать эжектор своими руками, если его без особых проблем можно приобрести? Все дело в экономии. Найти чертежи, по которым можно самостоятельно сделать такое устройство, не представляет особых проблем, а для его изготовления вам не потребуются дорогостоящие расходные материалы и сложное оборудование.

Как сделать эжектор и подключить его к насосу? Для этой цели вам необходимо подготовить следующие комплектующие:

  • тройник с внутренней резьбой;
  • штуцер;
  • муфты, колена и другие фитинговые элементы.

Комплектующие для самодельного эжектора

Изготовление эжектора осуществляется по следующему алгоритму.

  1. В нижнюю часть тройника вкручивают штуцер, причем делают это так, чтобы узкий патрубок последнего оказался внутри тройника, но при этом не выступал с его обратной стороны. Расстояние от торца узкого патрубка штуцера до верхнего торца тройника должно составлять порядка двух-трех миллиметров. Если штуцер чересчур длинный, то торец его узкого патрубка стачивают, если короткий, то наращивают при помощи полимерной трубки.
  2. В верхнюю часть тройника, которая будет соединяться с всасывающей магистралью насоса, вкручивают переходник с наружной резьбой.
  3. В нижнюю часть тройника с уже установленным штуцером вкручивают отвод в виде уголка, который будет соединяться с рециркуляционной трубой эжектора.
  4. В боковой патрубок тройника также вкручивают отвод в виде уголка, к которому посредством цангового зажима присоединяют трубу, подающую воду из скважины.

Самодельный эжектор в сборе

Все резьбовые соединения, выполняемые при изготовлении самодельного эжектора, должны быть герметичными, что обеспечивается применением ФУМ-ленты. На трубе, по которой будет осуществляться забор воды из источника, следует разместить обратный затвор и сетчатый фильтр, который защитит эжектор от засорения. В качестве труб, при помощи которых эжектор будет подключаться к насосу и накопительному баку, обеспечивающему рециркуляцию воды в системе, можно выбрать изделия как из металлопластика, так и из полиэтилена. Во втором варианте для монтажа нужны не цанговые зажимы, а специальные обжимные элементы.

После того как все требуемые соединения выполнены, самодельный эжектор помещают в скважину, а всю трубопроводную систему заполняют водой. Только после этого можно осуществить первый пуск насосной станции.

Выпуск журнала №4 | Политехнический молодежный журнал МГТУ им. Н.Э.Баумана

DOI 10. 18698/2541-8009-2018-4

Реализация универсального асинхронного приемопередатчика на кристалле программируемой логической интегральной схемы Личность как субъект инновации Методика расчета объема стружечной канавки метчика Графоаналитический метод определения предельного коэффициента вытяжки деталей из заготовок переменной толщины Энергопотребление при обработке стальных заготовок быстрорежущими сверлами из различного химического состава Выбор изображений базы данных MMI Database с двигательными единицами, соответствующими отрицательным эмоциям Математическая модель поглощения СВЧ-энергии в частично замороженном биообъекте Использование алгоритма нечеткой импликации Сугено для определения эмоций на основе информации о двигательных единицах Анализ возможностей интеллектуального управления дорожным трафиком Реализация канала связи между двумя смарт-устройствами с использованием технологии Bluetooth
Авторы: Глебов&nbspА. С., Прохорова&nbspЗ.Р. &nbsp

Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

 
Ключевые слова: bluetooth, канал связи, сокет, обмен сообщениями, задержка, RFCOMM, протокол, сервер, клиент
Математическая модель разработки методики управления рисками в GRC-решении для организаций банковской системы РФ и ее решение
Авторы: Абрамова&nbspО.С., Постернак&nbspЕ.В. &nbsp

Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Методы и системы защиты информации, информационная безопасность

 
Ключевые слова: угрозы в информационной сфере, Банк России, информационный актив, информационная безопасность, оценка информационных рисков, средство защиты информации, модель нарушителя, менеджмент информационной безопасности, уровень защиты информации
Организационные аспекты использования облачных технологий в экономической деятельности предприятий Обзор литературы, посвященной частотному регулированию привода центробежного насоса Сравнение способов повышения КПД насоса в неоптимальных режимах работы Расчетные и экспериментальные методы исследования вибрации теплообменных труб парогенераторов АЭС
Авторы: Носенко&nbspА. П., Волков&nbspВ.Ю. &nbsp

Раздел: Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение | Рубрика: Ядерные энергетические установки

 
Ключевые слова: вибрации, атомная электростанция, тепловая электростанция, теплообменный аппарат, ядерный реактор, парогенератор, трубный пучок, дистанционирующая решетка, собственные колебания, гидродинамическая сила, вынужденные колебания
Исследование работы герметичных насосов низкой быстроходности на высоковязких жидкостях методами гидродинамического моделирования Интеллектуальный анализ данных для применения в справочно-правовых системах

Как проверить насос на стенде

Здравствуйте уважаемые читатели «Сан Самыча». Довольно распространенной проблемой при нарушениях в работе системы водоснабжения является невозможность точно установить причину снижения параметров системы. То ли виновата всасывающая линия, которая по какой-то причине не может или не хочет давать насосу больше воды. А может проблема в источнике водоснабжения, который в силу ряда причин не может обеспечить систему достаточным количеством воды. Или причина в самом насосе, который из-за возраста, качества воды или условий эксплуатации снизил свою напорно-расходную характеристику.

Чтобы подтвердить или исключить из возможных причин «болезнь сердца» системы – насос, я советовал (и советую) проверять насос на испытательном стенде. И сразу же сталкивался с непониманием или недопониманием реальной простоты предлагаемой мною проверки. Почему то грозные слова — «испытательный стенд» — у многих вызывают шок и ступор, и включают ассоциации чего-то запредельно сложного и заумного.
На самом деле все просто. И эта статья призвана подтвердить это. Посему, дальше речь пойдет об испытательных стендах для насосов, как их сделать, и какую информацию с их помощью можно узнать.

Классика жанра: стенд «Из ведра в ведро»

Классический стенд «Из ведра в ведро» позволяет полностью снять реальные характеристики испытываемого насоса с точностью ограниченной лишь точностью приборов, используемых при этом. Под приборами я подразумеваю:
1. Манометр, который обычно присутствует в автоматике насосных станций.
2. Секундомер, присутствующий практически во всех мобильных телефонах.
3. Емкость известного объема. Это может быть обычная стеклянная банка, объем которой известен (литр-два-три), или контейнер из-под майонеза. Да хоть обычная кружка или стакан, главное чтобы вы знали его объем. Естественно, что чем больше емкость, тем точнее будет результат.
В большинстве случаев этого достаточно, чтобы поставить точный «диагноз» вашему насосу.
Смешное название вовсе не означает, что для испытаний обязательно брать ведро. Я, например, чаще использую 200-литровую бочку, стоящую у меня для сбора дождевой воды (получается «Из бочки в бочку»). Знакомый, притащив насос прямо на работу, не нашел ничего, кроме эмалированного тазика литров на 15. И за полчаса собрал стенд «Из тазика в тазик», с помощью которого снял характеристики насоса и отрегулировал автоматику. Так что для стенда подойдет любая емкость, объем которой превышает объем корпуса насоса хотя бы в два-три раза, лучше – больше.

Собираем схему испытательного стенда

Гидравлическая схема любого испытательного стенда должна включать в себя:
1. Всасывающую линию.
2. Напорную линию, которая будет сбрасывать воду в ту же емкость, из которой насос забирает воду.
3. Манометр на напорной линии для контроля давления. Он должен быть исправен и проверен хотя бы элементарным способом по показаниям нуля при отсутствии давления.
4. Кран или вентиль, устанавливаемый после манометра, для изменения расхода воды через насос.
Следующие элементы гидравлической схемы не являются обязательными:
1. Обратный клапан на всасывающей линии. Если он есть – хорошо. Это облегчит пуск насоса. Если его нет – ну что ж, немного помучившись, насос можно запустить и без него. В этом сможет помочь элементарный гидрозатвор, согнутый из всасывающей трубы или шланга. Тем более что «мучиться» придется только один раз при первом пуске насоса.
2. Гидроаккумулятор (ГА).
Лучше конечно вовсе без него. Поставить заглушку на место его подключения к пятиточечному коллектору или блоку автоматики и все. Однако, в некоторых насосных станциях манометр с автоматикой «висят» на входе в ГА. И, чтобы поменьше перекручивать соединений, придется включать ГА в схему стенда. Как следствие, объем емкости с водой для стенда должен быть больше на величину объема ГА (ведра будет маловато).
Для настройки же автоматики с помощью стенда – без ГА и без обратного клапана, увы, не обойтись.
3. Емкость с водой.
Да, как это ни парадоксально, но емкость с водой, из которой насос будет брать воду и в которую же будет её сбрасывать при испытаниях, не является обязательным элементом схемы. В некоторых случаях, когда вам не нужно снимать расходные характеристики насоса, а достаточно узнать максимально возможный напор побывавшего в какой-либо передряге насоса, чтобы убедиться в его работоспособности или отсутствии таковой, емкость вовсе не обязательна. Достаточно иметь всасывающую линию трубой диаметром побольше и подлиньше, чтобы объем воды в ней был равен или немного превышал объем корпуса насоса.
Признаюсь, это не всегда возможно, но замечательно работает при проверке насосов с небольшим корпусом, например, вихревых.
Электрическая схема зависит от цели испытаний. Если целью является проверка и снятие расходно-напорной характеристики насоса, то автоматику в таком случае лучше исключить из схемы, подключив насос напрямую к проводу питания станции. Элементарная переброска проводов контактной группы в механических реле давления.
Если же вам нужно настроить автоматику в нормальных человеческих условиях, а, не согнувшись в «три погибели» и подсвечивая себе фонариком, зажатым в зубах (знаем, было дело), тогда схему включения насоса изменять не стоит.
Добавлю, что для пущей чистоты эксперимента насос должен находиться на одном уровне с зеркалом воды в емкости. Хотя, если уровни все же будут отличаться на 20-30 см, большой ошибки не будет. Обычно в случае использования действительно наполненного водой ведра при испытании насосной станции стандартной компоновки — насос, закрепленный на ГА — разница в уровнях не превышает 10 см. В других случаях нужно хотя бы приблизительно соблюдать это правило.

Цели и порядок испытаний на стенде

Простенький стенд для проверки вихревого насоса. Даже емкость с водой не нужна.

1. Самое простая и востребованная проверка – это проверка на максимальный напор, создаваемый насосом. Именно в этом случае емкость с водой не обязательна, потому что расход воды через насос при этом минимален. Нужно всего лишь залить и запустить насос, убедиться, что из корпуса насоса вышел весь воздух, немного приоткрыв кран на напоре (не должно быть пузырьков воздуха в струе воды). После этого закрыть кран и запомнить (записать) показания манометра.
Проделав эту процедуру несколько раз и убедившись в постоянстве показаний манометра, можно сравнить эти показания с паспортными или изначальными (т.е. когда насос был новым) и сделать выводы относительно измученности вашего насоса в процессе эксплуатации.
Важный момент. Каждое такое испытание нужно проводить достаточно быстро, чтобы не возникло ситуации «сухого хода», т.е. чтобы вода в насосе не успела нагреться до высоких температур из-за отсутствия протока через насос. Получается, что на все про все: включить насос, убедиться, что он поднимает давление, выпустить оставшийся воздух, убедиться в отсутствии воздуха, снять показания манометра, у вас не больше 5 минут. А для эжекторных насосов большой мощности и того меньше, не более 3-х. Критическое время проведения испытаний, после которого могут наступить неприятные последствия, равняется от 7 до 10 минут в зависимости от мощности насоса.
Если у вас не получается провернуть это дело так быстро, тогда нужно либо ждать, пока вода в насосе и сам насос остынут, либо пропустить через насос некоторое количество воды для его охлаждения (без емкости так уже не сделать).
2. Следующая проверка, осуществляемая с помощью стенда, это снятие полной реальной расходно-напорной характеристики насоса. Делается это следующим образом:
1. Включаем насос и делаем предыдущую проверку на максимальный напор.
2. Приоткрываем кран на напоре насоса и «сажаем» давление в насосе на определенную величину, обычно это 0,2 атм. Убедившись, что давление стабильно, с помощью мерной емкости и секундомера измеряем расход воды через насос при этом давлении. Т.е. заполняем мерную емкость из напорной линии, засекая при этом время заполнения. Записываем показания.
Если есть желание, можете сразу перевести свои «банки за 27 секунд» в удобоваримые и понятные «литры в минуту» или «кубометры в час». Хотя это можно сделать и потом, при анализе показаний.
3. Проделываем предыдущий пункт, пока манометр не покажет 0 атм. или не перестанет падать, т.е. до полного открытия крана на напоре насоса.
4. Желательно снять показания несколько раз, чтобы уменьшить вероятность ошибок. Достаточно двух-трех раз.
В результате должна получиться таблица, где каждому давлению в насосе соответствует определенный расход. И теперь уже дело вкуса, как использовать эти данные. Можно так и оставить в табличной форме. Можно построить по этим данным график (предпочитаю графическую форму, она наглядней). Имея обновленные данные, можно скорректировать гидравлический расчет для вашей системы, изменить настройки или часть системы, например, поменять некоторые участки на трубы большего диаметра.
При анализе данных и сравнении их с указанными в инструкции к насосу (или предыдущими) следует обратить внимание на равномерность расхождения расходно-напорных характеристик, т.е. графики должны быть параллельными. Это будет говорить о нормальном постепенном износе деталей насоса. В случае же, когда при определенных давлениях расход через насос сильно отличается от положенных, так сказать выходит из параллели, можно сделать вывод о некоторых нехороших тенденциях. Например, о снижении мощности электродвигателя или о повреждении встроенного эжектора.
3. Еще для чего можно использовать стенд – это для настройки автоматики насосной станции. Особенно это актуально для электронных блоков управления и при последующей установке насосной станции в труднодоступное место.
К сожалению, конкретные действия в этом случае очень сильно зависят как от решаемых задач: настройка порогов срабатывания автоматики, проверка работы защиты от сухого хода и её настройка, так и от самой настраиваемой автоматики, вернее от принципа её действия. Но некоторые общие принципы использования стенда и настройки автоматики все же есть.
Важно не забывать, что работа насосной станции на стенде, это работа практически в идеальных условиях, с минимальными потерями во всасывающей и напорной линиях. Соответственно, при настройках порогов срабатывания по давлению нужно вносить коррективы на величину предварительно рассчитанных потерь во всасывающей трубе. А при настройках по расходу (если такие есть) учитывать гидравлический расчет напорного трубопровода.
При проверке и настройке работы защит от сухого хода на стенде, опять же нельзя забывать о реальных условиях их работы, стараясь моделировать реальные ситуации и контролируя их. Например, при настройке времени срабатывания защиты после прекращения протока воды нужно учитывать взаимное расположение автоматики, насоса и ГА, время заполнения ГА, давление на напоре насоса при этом.
В целом, испытательный стенд – это прекрасный инструмент для проверки и настройки работы насоса и насосной станции.
Да, для проверки придется снять насосную станцию с её «насиженного» места.
Да, возможно придется повозиться, чтобы все открутить, а потом снова прикрутить.
Зато, насос или насосная станция в полном вашем распоряжении, вы можете крутить-вертеть её как хотите, не боясь испортить оборудование вашей системы водоснабжения.
Зато, вы имеете доступ к любой части насосной станции и автоматики.
Зато, вы не будете гадать, почему на выходе из насоса плохой напор. Если с насосом все в порядке, значит нужно искать в другом месте.
Зато, вы можете попробовать любые режимы настройки автоматики и защит насосной станции, не боясь ошибиться и сразу видя результат своих действий.
Делайте выводы, уважаемые читатели «Сан Самыча». Засим, прощаюсь, надеюсь не надолго.

Полезная информация о центробежных насосах

Что такое центробежный насос?

Центробежный насос представляет собой механическое устройство, предназначенное для перемещения жидкости посредством передачи энергии вращения от одного или нескольких ведомых роторов, называемых рабочими колесами. Жидкость поступает в быстро вращающееся рабочее колесо вдоль его оси и выбрасывается под действием центробежной силы по его окружности через концы лопастей рабочего колеса. Действие крыльчатки увеличивает скорость и давление жидкости, а также направляет ее к выпускному отверстию насоса.Корпус насоса специально разработан для того, чтобы сжимать жидкость на входе насоса, направлять ее в рабочее колесо, а затем замедлять и контролировать жидкость перед выпуском.

Как работает центробежный насос?

Рабочее колесо является ключевым компонентом центробежного насоса. Он состоит из ряда изогнутых лопастей. Обычно они зажаты между двумя дисками (закрытая крыльчатка). Для жидкостей с вовлеченными твердыми частицами предпочтительнее открытое или полуоткрытое рабочее колесо (с одним диском) (рис. 1).

Жидкость входит в рабочее колесо по его оси («ушко») и выходит по окружности между лопастями. Рабочее колесо, расположенное на противоположной от проушины стороне, соединено приводным валом с двигателем и вращается с высокой скоростью (обычно 500-5000 об/мин). Вращательное движение крыльчатки ускоряет поток жидкости через лопасти крыльчатки в корпус насоса.

Существуют две основные конструкции корпуса насоса: улитка и диффузор. Целью обеих конструкций является преобразование потока жидкости в контролируемый выпуск под давлением.

В спиральном корпусе крыльчатка смещена, образуя изогнутую воронку с увеличивающейся площадью поперечного сечения по направлению к выпускному отверстию насоса. Эта конструкция вызывает увеличение давления жидкости по направлению к выпускному отверстию (рис. 2).

Тот же основной принцип применим к конструкциям диффузоров. В этом случае давление жидкости увеличивается, поскольку жидкость вытесняется между набором неподвижных лопастей, окружающих рабочее колесо (рис. 3). Конструкции диффузоров могут быть адаптированы для конкретных применений и, следовательно, могут быть более эффективными.Спиральные корпуса лучше подходят для применений, связанных с вовлечением твердых частиц или жидкостей с высокой вязкостью, когда выгодно избегать дополнительных сужений лопаток диффузора. Асимметрия спиральной конструкции может привести к большему износу рабочего колеса и приводного вала.

Каковы основные характеристики центробежного насоса?

Существует два основных семейства насосов: центробежные и поршневые насосы. По сравнению с последними центробежные насосы обычно предназначены для более высоких потоков и для перекачивания жидкостей с более низкой вязкостью, вплоть до 0.1 сп. На некоторых химических заводах 90% используемых насосов будут центробежными. Тем не менее, есть ряд применений, для которых предпочтительнее объемные насосы.

Каковы ограничения центробежного насоса?

Эффективная работа центробежного насоса зависит от постоянного высокоскоростного вращения его рабочего колеса. При работе с сырьем с высокой вязкостью центробежные насосы становятся все более неэффективными: возникает большее сопротивление и требуется более высокое давление для поддержания определенного расхода.В целом, центробежные насосы подходят для перекачивания жидкостей с низким давлением и высокой производительностью с вязкостью от 0,1 до 200 сП.

Суспензии, такие как буровой раствор или масла с высокой вязкостью, могут вызвать чрезмерный износ и перегрев, что приведет к повреждению и преждевременному выходу из строя. Объемные насосы часто работают на значительно более низких скоростях и менее подвержены этим проблемам.

Любая перекачиваемая среда, чувствительная к сдвигу (разделение эмульсий, взвесей или биологических жидкостей), также может быть повреждена высокой скоростью рабочего колеса центробежного насоса.В таких случаях предпочтительна более низкая скорость объемного насоса.

Еще одним ограничением является то, что, в отличие от поршневого насоса, центробежный насос не может обеспечить всасывание в сухом состоянии: он должен быть изначально заполнен перекачиваемой жидкостью. Поэтому центробежные насосы не подходят для любого применения, где подача прерывистая. Кроме того, если давление подачи является переменным, центробежный насос создает переменный поток; объемный насос нечувствителен к изменению давления и обеспечивает постоянную производительность.Таким образом, в приложениях, где требуется точное дозирование, предпочтение отдается объемному насосу.

В следующей таблице приведены различия между центробежными и поршневыми насосами.

Сравнение насосов: центробежный и объемный

Собственность Центробежный Прямое смещение
Эффективный диапазон вязкости Эффективность снижается с увеличением вязкости (макс.200 коп) Эффективность увеличивается с увеличением вязкости
Допустимое давление Расход изменяется при изменении давления Расход нечувствителен к изменению давления
Эффективность снижается как при более высоком, так и при более низком давлении Эффективность увеличивается с увеличением давления
Грунтовка Обязательно Не требуется
Расход (при постоянном давлении) Константа Пульсирующий
Сдвиг (разделение эмульсий, суспензий, биологических жидкостей, пищевых продуктов) Высокая скорость повреждает чувствительные к сдвигу среды Низкая внутренняя скорость.Идеально подходит для перекачивания чувствительных к сдвигу жидкостей

 

Каковы основные области применения центробежных насосов?

Центробежные насосы обычно используются для перекачивания воды, растворителей, органических веществ, масел, кислот, оснований и любых «жидких» жидкостей как в промышленности, сельском хозяйстве, так и в быту. На самом деле, существует конструкция центробежного насоса, подходящая практически для любого применения с жидкостями с низкой вязкостью.

Тип центробежного насоса Приложение   Особенности  
Герметичный насос Углеводороды, химикаты, утечка которых не допускается   Бессальниковый; рабочее колесо, непосредственно прикрепленное к ротору двигателя; смачиваемые детали, содержащиеся в банке
Насос с магнитным приводом Бессальниковый; крыльчатка с приводом от тесно связанных магнитов
Насос измельчителя/измельчителя Сточные воды промышленных, химических и пищевых производств/ сточные воды Крыльчатка с зубьями для измельчения твердых частиц
Циркуляционный насос Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха Компактная линейная конструкция
Многоступенчатый насос Применения высокого давления Несколько рабочих колес для повышенного давления нагнетания
Криогенный насос Сжиженный природный газ, охлаждающие жидкости Специальные строительные материалы, устойчивые к низким температурам
Мусорный насос Осушение шахт, карьеров, строительных площадок Предназначен для перекачки воды, содержащей твердые частицы
Шламовый насос Горнодобывающая промышленность, переработка полезных ископаемых, промышленные шламы  Предназначен для работы с высокоабразивными шламами и выдерживает их

 

Резюме

Центробежный насос работает за счет передачи энергии вращения от одного или нескольких ведомых роторов, называемых рабочими колесами.Действие крыльчатки увеличивает скорость и давление жидкости и направляет ее к выпускному отверстию насоса. Благодаря простой конструкции центробежный насос хорошо понятен и прост в эксплуатации и обслуживании.

Конструкции центробежных насосов

предлагают простые и недорогие решения для большинства применений с низким давлением и высокой производительностью, связанных с жидкостями с низкой вязкостью, такими как вода, растворители, химикаты и легкие масла. Типичные области применения включают водоснабжение и циркуляцию, ирригацию и перекачку химикатов на нефтехимических заводах.Насосы прямого вытеснения предпочтительны для применений с высоковязкими жидкостями, такими как густые масла и суспензии, особенно при высоком давлении, для сложных исходных материалов, таких как эмульсии, пищевые продукты или биологические жидкости, а также когда требуется точное дозирование.

 

Полезная информация о объемных насосах

Что такое поршневой насос?

Насос прямого вытеснения (PD) перекачивает жидкость, многократно окружая фиксированный объем и механически перемещая его по системе.Насосное действие является циклическим и может приводиться в действие поршнями, винтами, шестернями, роликами, диафрагмами или лопастями.

Как работает поршневой насос?

Несмотря на то, что существует большое разнообразие конструкций насосов, большинство из них можно разделить на две категории: поршневые и роторные.

Поршневые объемные насосы

Поршневой насос прямого вытеснения работает за счет повторяющихся возвратно-поступательных движений (ходов) поршня, плунжера или диафрагмы (рис. 1).Эти циклы называются возвратно-поступательными.

В поршневом насосе первый ход поршня создает вакуум, открывает впускной клапан, закрывает выпускной клапан и всасывает жидкость в поршневую камеру (фаза всасывания). Когда поршень движется в обратном направлении, впускной клапан, находящийся теперь под давлением, закрывается, а выпускной клапан открывается, позволяя жидкости, содержащейся в поршневой камере, выйти (фаза сжатия). Велосипедный насос — простой пример. Поршневые насосы также могут быть двойного действия с впускным и выпускным клапанами с обеих сторон поршня.Пока поршень находится на всасывании с одной стороны, он сжимается с другой. Более сложные радиальные версии часто используются в промышленности.

Аналогичным образом работают плунжерные насосы

. Объем жидкости, перемещаемой поршневым насосом, зависит от объема цилиндра; в плунжерном насосе это зависит от размера плунжера. Уплотнение вокруг поршня или плунжера важно для сохранения насосного действия и предотвращения утечек. В общем, уплотнение плунжерного насоса легче обслуживать, поскольку оно неподвижно в верхней части цилиндра насоса, тогда как уплотнение вокруг поршня постоянно перемещается вверх и вниз внутри камеры насоса.

Мембранный насос использует гибкую мембрану вместо поршня или плунжера для перемещения жидкости. За счет расширения диафрагмы объем насосной камеры увеличивается, и жидкость всасывается в насос. Сжатие диафрагмы уменьшает объем и выталкивает некоторое количество жидкости. Преимущество мембранных насосов в том, что они являются герметичными системами, что делает их идеальными для перекачивания опасных жидкостей.

Циклическое действие поршневых насосов создает импульсы нагнетания с ускорением жидкости в фазе сжатия и замедлением в фазе всасывания.Это может вызвать разрушительные вибрации в установке, и часто используются некоторые формы демпфирования или сглаживания. Пульсация также может быть сведена к минимуму за счет использования двух (или более) поршней, плунжеров или диафрагм, один из которых находится в фазе сжатия, а другой — в фазе всасывания.

Повторяющееся и предсказуемое действие поршневых насосов делает их идеальными для применений, где требуется точное измерение или дозирование. Изменяя частоту или длину хода, можно получить измеренное количество перекачиваемой жидкости.

Роторные объемные насосы

В роторных объемных насосах для перекачки жидкости используется действие вращающихся зубчатых колес или шестерен, а не возвратно-поступательное движение поршневых насосов. Вращающийся элемент образует жидкостное уплотнение с корпусом насоса и создает всасывание на входе в насос. Жидкость, всасываемая насосом, попадает в зубья его вращающихся шестерен или шестерен и переносится на нагнетание. Простейшим примером роторного объемного насоса является шестеренчатый насос.Существует две основные конструкции шестеренчатого насоса: наружная и внутренняя (рис. 2).

Насос с внешним зацеплением состоит из двух взаимосвязанных шестерен, поддерживаемых отдельными валами (один или оба этих вала могут быть ведущими). Вращение шестерен захватывает жидкость между зубьями, перемещая ее от входа к выпуску по корпусу. Жидкость не проходит обратно через центр между шестернями, потому что они заблокированы. Малые допуски между шестернями и корпусом позволяют насосу развивать всасывание на входе и предотвращают утечку жидкости обратно со стороны нагнетания.Утечка или «проскальзывание» более вероятны для жидкостей с низкой вязкостью.

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением работает по тому же принципу, но две взаимосвязанные шестерни имеют разные размеры, при этом одна вращается внутри другой. Полости между двумя шестернями заполнены жидкостью на входе и перемещаются к выпускному отверстию, откуда она вытесняется под действием меньшей шестерни.

Шестеренчатые насосы

должны смазываться перекачиваемой жидкостью и идеально подходят для перекачивания масел и других жидкостей с высокой вязкостью.По этой причине шестеренчатый насос не должен работать всухую. Жесткие допуски между шестернями и корпусом означают, что эти типы насосов подвержены износу при использовании с абразивными жидкостями или сырьем, содержащим увлеченные твердые частицы.

Двумя другими конструкциями, аналогичными шестеренчатому насосу, являются лопастной насос и лопастной насос.

В лопастном насосе вращающимися элементами являются кулачки, а не шестерни. Большим преимуществом этой конструкции является то, что кулачки не соприкасаются друг с другом во время работы насоса, что снижает износ, загрязнение и сдвиг жидкости.В лопастных насосах используется набор подвижных лопастей (подпружиненных, находящихся под гидравлическим давлением или гибких), установленных на смещенном от центра роторе. Лопасти обеспечивают плотное прилегание к стенке корпуса, и захваченная жидкость транспортируется к выпускному отверстию.

Еще один класс роторных насосов использует один или несколько винтов с зацеплением для перекачки жидкости вдоль оси шнека. Основным принципом этих насосов является винт Архимеда, конструкция которого использовалась для орошения на протяжении тысячелетий.

Каковы основные характеристики и преимущества объемного насоса?

Существует два основных семейства насосов: поршневые и центробежные.Центробежные насосы способны работать с более высокими расходами и могут работать с жидкостями с более низкой вязкостью. На некоторых химических заводах 90% используемых насосов будут центробежными. Тем не менее, есть ряд применений, для которых предпочтительнее объемные насосы. Например, они могут обрабатывать жидкости с более высокой вязкостью и более эффективно работать при высоком давлении и относительно низком расходе. Они также более точны, когда измерение является важным фактором.

Каковы ограничения объемного насоса?

В целом объемные насосы более сложны и трудны в обслуживании, чем центробежные насосы.Они также не способны создавать высокие скорости потока, характерные для центробежных насосов.

Объемные насосы прямого вытеснения менее приспособлены для работы с жидкостями с низкой вязкостью, чем центробежные насосы. Для создания всасывания и уменьшения проскальзывания и утечек в роторном насосе используется уплотнение между его вращающимися элементами и корпусом насоса. Это значительно снижается при использовании жидкостей с низкой вязкостью. Точно так же сложнее предотвратить проскальзывание клапанов в поршневом насосе с подачей низкой вязкости из-за высокого давления, создаваемого во время действия насоса.

Пульсирующий напор также характерен для поршневых и особенно поршневых насосов. Пульсация может вызвать шум и вибрацию в трубопроводных системах и проблемы с кавитацией, что в конечном итоге может привести к повреждению или выходу из строя. Пульсацию можно уменьшить за счет использования нескольких цилиндров насоса и демпферов пульсации, но это требует тщательного проектирования системы. С другой стороны, центробежные насосы обеспечивают равномерный постоянный поток.

Возвратно-поступательное движение поршневого насоса также может быть источником вибрации и шума.Поэтому важно построить очень прочный фундамент для этого типа насоса. Вследствие высокого давления, создаваемого во время цикла откачки, также жизненно важно, чтобы насос или нагнетательная линия имели какую-либо форму сброса давления в случае блокировки. Центробежные насосы не нуждаются в защите от избыточного давления: в этом случае жидкость просто рециркулирует.

Сырье, содержащее высокий уровень абразивных твердых частиц, может вызвать чрезмерный износ компонентов всех типов насосов, особенно клапанов и уплотнений.Хотя компоненты поршневых насосов работают со значительно меньшими скоростями, чем у центробежных насосов, они по-прежнему подвержены этим проблемам. Это особенно относится к поршневым и плунжерным поршневым насосам и шестеренчатым роторным насосам. С этим типом подачи кулачковый, винтовой или диафрагменный насос может подойти для более требовательных применений.

В следующей таблице приведены характеристики центробежных и поршневых насосов.

Сравнение насосов

: центробежный и объемный

Имущество   Центробежный Прямое смещение
Эффективный диапазон вязкости Эффективность снижается с увеличением вязкости (макс.200 коп) Эффективность повышается с увеличением вязкости
Допустимое давление   Расход меняется при изменении давления Расход нечувствителен к изменению давления
Эффективность снижается как при более высоком, так и при более низком давлении Эффективность увеличивается с увеличением давления
Грунтовка Обязательно Не требуется
Расход (при постоянном давлении) Константа Пульсирующий
Сдвиг (разделение эмульсий, суспензий, биологических жидкостей, пищевых продуктов) Высокоскоростной двигатель повреждает чувствительные к сдвигу среды Низкая внутренняя скорость.Идеально подходит для перекачивания чувствительных к сдвигу жидкостей

 

Каковы основные области применения поршневых насосов?

Объемные насосы

обычно используются для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью, таких как масло, краски, смолы или пищевые продукты. Они предпочтительнее в любом применении, где требуется точное дозирование или выход высокого давления. В отличие от центробежных насосов, производительность поршневых насосов не зависит от давления, поэтому они также предпочтительнее в любой ситуации, когда подача неравномерна.Большинство из них являются самовсасывающими.

Тип насоса PD Приложение   Особенности  
Поршневой насос Вода – мойка под высоким давлением; другие жидкости с низкой вязкостью; добыча нефти; распыление краски  Возвратно-поступательное действие с поршнем (поршнями), уплотненными уплотнительными кольцами
Плунжерный насос Возвратно-поступательное действие с плунжером(ами), уплотненными сальниковым уплотнением
Мембранный насос Используется для дозирования или дозирования; опрыскивание/очистка, водоподготовка; краски, масла; агрессивные жидкости Бессальниковый, самовсасывающий, с низким расходом и высоким давлением
Шестеренчатый насос Перекачивание высоковязких жидкостей в нефтехимической, химической и пищевой промышленности: масла, краски, пищевые продукты  Шестерни с зацеплением обеспечивают вращательное насосное действие
Кулачковый насос Химическая и пищевая промышленность; санитарные, фармацевтические и биотехнологические приложения Низкий сдвиг и износ.Легко чистить или стерилизовать
Винтовой насос Добыча нефти, перекачка и впрыск топлива; орошение Жидкость движется в осевом направлении, уменьшая турбулентность; способный работать с высокой скоростью потока
Пластинчатый насос Жидкости с низкой вязкостью; автомобильные трансмиссионные системы; загрузка и передача топлива; диспенсеры для напитков Стойкий к уносимым твердым частицам и устойчивый к износу лопастей. Конструкция позволяет изменять мощность


Сводка

Насос прямого вытеснения перемещает жидкость, многократно закрывая фиксированный объем с помощью уплотнений или клапанов и механически перемещая ее по системе.Насосное действие является циклическим и может приводиться в действие поршнями, винтами, шестернями, кулачками, диафрагмами или лопастями. Существует два основных типа: возвратно-поступательный и вращательный.

Насосы прямого вытеснения предпочтительны для применений с высоковязкими жидкостями, такими как густые масла и суспензии, особенно при высоком давлении, для сложных исходных материалов, таких как эмульсии, пищевые продукты или биологические жидкости, а также когда требуется точное дозирование.

Типовая конструкция водяной скважины и условия

Типовая конструкция водяной скважины и условия

Типовая конструкция водозаборной скважины и условия

Информационный центр подземных вод штата Монтана

Рисунок иллюстрирует некоторые термины, относящиеся к строительство и выполнение обычная не артезианская вода хорошо.Хотя может быть множество вариаций деталей, все скважины должны содержать показанные функции и могут быть описывается с использованием этих терминов. Артезианские колодцы отличаются тем, что они устроены так, что давление в водоносном горизонте можно контролировать. В артезианских условиях уровень грунтовых вод будет выше верхней части водоносного горизонта и, возможно, над поверхностью земли.

Левая сторона чертежа показывает геологическую обстановку это хорошо.Скважина проникший в почву, приповерхностный песок и гравий, которые разделены от водоносного горизонта глинистым слоем, и второй песок и гравий. Нижняя часть второго песок и гравий насыщены и является водоносным горизонтом. Ниже водоносного горизонта скважина попала в сланец, который не водоносный горизонт. Бурильщик водяной скважины описывает и записывает геологические подразделения. на момент бурения скважины. Геологические условия, в которых сооружаются скважины, сильно различаются, и хотя те, которые изображены на чертеже, являются общими, они не отражают все условия, с которыми сталкиваются все скважины.

Кольцевое уплотнение: Кольцевое уплотнение представляет собой материал между стенкой ствола скважины и обсадной колонной, обычно размещаемый вблизи поверхности земли и предназначен для предотвращения попадания поверхностных вод и других потенциальных загрязнений в колодец. Обычно используемые материалы включают бентонит (липкая глина) и чистый цементный раствор (цемент и вода без примесей). песок).

Водоносный горизонт: Водоносный горизонт — это геологическая единица (песок и гравий, песчаник, известняк или другая горная порода), которая полезное количество воды в колодец или родник.

Скважина: скважина, пробуренная для строительства скважины. Большинство скважин для бытовых колодцев в Монтане лишь немного больше, чем обсадная труба скважины.

Корпус: Стальная или пластиковая труба, помещаемая в скважину для предотвращения ее обрушения. Корпус герметичен стенки скважины у поверхности земли с кольцевым уплотнением.

Депрессия: Депрессия в скважине – это разница между уровнем откачиваемой воды и статической (без помпы) уровень воды.Депрессия начинается при включении насоса и увеличивается до тех пор, пока скважина не достигнет « стабильное состояние » чуть позже. Поэтому измерения просадок обычно сообщаются вместе с суммой времени, прошедшего с момента начала откачки. Например, « Просадка составила 10 футов, через 1 час после прокачки началось ».

Конус спуска: Депрессия на уровне грунтовых вод вблизи колодца, вызванная откачкой, называется « конус просадки » или иногда « конус депрессии «.Когда скважина работает, уровень воды наиболее близки к скважине, и величина депрессии уменьшается по мере удаления от скважины. увеличивается. На некотором расстоянии от скважины в любой момент времени находится точка, в которой откачка не происходит. изменить уровень грунтовых вод и просадка равна нулю.

Точка измерения: Уровень воды в колодцах обычно указывается как глубина ниже поверхности земли, хотя точкой измерения может быть любое удобное фиксированное место вблизи верха скважины.На этом чертеже точка измерения является верхней частью корпуса. Высота точки измерения обычно записывается, чтобы статические уровни воды могли также сообщаются как высоты.

Уровень откачиваемой воды: Уровень откачиваемой воды – это расстояние от поверхности земли (или точки измерения) до вода в колодце во время его работы. Время измерения уровня откачиваемой воды обычно записано также. Например, « Уровень откачиваемой воды был на 85 футов ниже поверхности земли через 1 час после откачки. началось. »

Экран или перфорация: Все колодцы открыты для водоносного горизонта, чтобы вода могла попасть в колодец. Освоение скважин варьироваться от « открытый ствол » в сцементированной породе, не требующей обсадной колонны, до « открытый забой », где единственный способ вода поступает в скважину через торец обсадной трубы. Тем не менее, многие колодцы имеют своего рода колодец. установлен экран или прорезаны перфорации в корпусе, через которые может попасть вода. Отверстия должны быть правильного размера, чтобы вода могла проникать, а песок и другие материалы водоносного горизонта — нет.

Статический уровень воды: Статический уровень воды — это расстояние от поверхности земли (или точки измерения) до вода в колодце в безнасосных (статических) условиях. На статический уровень воды могут влиять климатические условия. условий и откачки близлежащих скважин и часто многократно измеряются, чтобы получить информацию о том, как водоносные горизонты реагируют на климатические изменения и развитие.

Выхлопная труба и торцевая заглушка: Колодцы, укомплектованные колодезными фильтрами, могут иметь выхлопную трубу, установленную ниже экран.Выхлопная труба представляет собой место, где песок, который может попасть в скважину через фильтр, может осесть. от насоса. Торцевая заглушка заставляет всю воду поступать в скважину через фильтр скважины. Большинство скважин, которые в комплекте с перфорацией не будет выхлопной трубы.

Уровень грунтовых вод: Верх насыщенной части уровня грунтовых вод (также известного как безнапорный) водоносного горизонта. Ниже уровень грунтовых вод, поровые пространства (или трещины) в геологической среде заполнены водой.Над уровнем грунтовых вод, поровые пространства заполнены воздухом. Перевернутый треугольник часто используется гидрологами для обозначения уровня воды. стол.

Общая глубина: Общая глубина колодца – это расстояние от поверхности земли до дна.

Выход: Количество воды, измеренное в галлонах в минуту, которое будет производить скважина при перекачивании.

Второй закон термодинамики (обновлено 05.07.2014)

Глава 5: Второй закон термодинамики (обновлено 05.07.2014)

Глава 5: Второй закон термодинамики

В этой главе мы рассмотрим более абстрактный подход нагревать циклы двигателя, холодильника и теплового насоса, пытаясь определить, выполнимы ли они, и получить предельный максимум производительность, доступная для этих циклов.Понятие механического и термообратимость занимает центральное место в анализе, что приводит к идеальные циклы Карно. (См. Википедию: Сади Карно французский физик, математик и инженер, который первым успешно описал тепловые двигатели, цикл Карно и заложил основы второго закона термодинамика). Для получения дополнительной информации об этом тему, см. документ: A Встреча Роберта Стирлинга и Сади Карно в 1824 году представлен на 2014 МЭК .

Мы представляем тепловой двигатель и цикл теплового насоса в минималистский абстрактный формат, как на следующих диаграммах. В обоих случаях есть два температурных резервуара T H и Т Л , с Т Х > Т Л .

В случае тепловой машины тепло Q H извлекается из высокотемпературного источника T H , часть этого тепла превращается в работу W, совершаемую над окружающей средой, а остальное отбрасывается в низкотемпературную мойку T L .Обратное происходит с тепловым насосом, в котором работа W совершается на система для извлечения тепла Q L из низкотемпературный источник T L и «закачать» его в высокотемпературную раковину T H . Обратите внимание, что толщина линии представляет собой количество тепла. или переданная рабочая энергия.

Теперь мы представляем два утверждения второго закона Термодинамика, первая о тепловой машине, а вторая по поводу теплового насоса. Ни одно из этих утверждений не может быть доказано, однако никогда не наблюдалось нарушений.

Заявление Кельвина-Планка: Это невозможно построить устройство, работающее по циклу и не производит никакого другого эффекта, кроме передачи тепла от одного тела для того, чтобы произвести работу.

Мы предпочитаем менее формальное описание этого оператора с точки зрения лодки, извлекающей тепло из океана для производства его требуемая двигательная работа:

Заявление Клаузиуса: Это невозможно построить устройство, работающее по циклу и не производит никакого другого эффекта, кроме передачи тепла от более холодного тела к более горячему телу.

Эквивалентность Клаузиуса и Кельвина-Планка Ведомости

Примечательно, что два вышеуказанных утверждения Второй закон фактически эквивалентен. Для демонстрации своих эквивалентности рассмотрим следующую диаграмму. Слева мы видим тепло насос, который нарушает утверждение Клаузиуса, перекачивая тепло Q L из низкотемпературного резервуара в высокотемпературный температурный резервуар без каких-либо затрат труда. Справа мы видим тепловой двигатель, отводящий тепло Q L в низкотемпературный резервуар.

Если теперь мы соединим два устройства, как показано ниже, что теплота, отводимая тепловой машиной Q L , равна просто закачивается обратно в высокотемпературный резервуар, тогда отсутствие необходимости в низкотемпературном резервуаре, что приводит к двигатель, который нарушает утверждение Кельвина-Планка, отбирая тепло от одного источника тепла и преобразования его непосредственно в работу.

Механическая и термическая обратимость

Обратите внимание, что утверждения о втором законе отрицательные утверждения в том, что они описывают только то, что невозможно достигать.Чтобы определить максимальную производительность, доступную от тепловая машина или тепловой насос нам необходимо ввести понятие Реверсивность , включая механическую и термическую обратимость. мы попробуем пояснить эти понятия на следующем примере реверсивный поршневой цилиндр, находящийся в тепловом равновесии с окружающей среды при температуре T 0 , и подвергается циклическому процессу сжатия/расширения.

Для механической обратимости мы предполагаем, что процесс без трения, однако мы также требуем, чтобы процесс квазиравновесный.На диаграмме мы видим, что во время при сжатии частицы газа, находящиеся ближе всего к поршню, будут более высокое давление, чем те, которые находятся дальше, поэтому поршень будет делать больше работы по сжатию, чем если бы мы ждали условия равновесия, возникающие после каждого дополнительного шага. Точно так же термическая обратимость требует, чтобы вся теплопередача изотермический. Таким образом, если происходит постепенное повышение температуры из-за к сжатию, то нужно дождаться установления теплового равновесия учредил.При расширении постепенное падение температуры приведет к передаче тепла от к окружающей среде к систему до тех пор, пока не установится равновесие.

Таким образом, для реверсивный режим:

  • Все механические процессы без трения.

  • При каждом приращении шаг в процессе условия теплового и барического равновесия учредил.

  • Все процессы теплопередачи являются изотермическими.

Теорема Карно

Теорема Карно, также известная как правило Карно, или Принцип Карно можно сформулировать следующим образом:

Тепловая машина не работает между двумя резервуары могут быть более эффективными, чем обратимая тепловая машина работающий между одними и теми же двумя резервуарами.

Самый простой способ доказать эту теорему — рассмотреть сценарий, показанный ниже, в котором у нас есть необратимый двигатель как а также реверсивный двигатель, работающий между резервуарами T H и T L , однако необратимая тепловая машина имеет более высокий КПД, чем обратимая один.Оба они получают одинаковое количество тепла Q H от высокотемпературный резервуар, однако необратимый двигатель производит больше работы W I , чем реверсивный двигатель W R .

Обратите внимание, что реверсивный двигатель по своей природе может работать в обратном порядке, т. е. если мы используем часть выхода работы (W R ) от нереверсивного двигателя для привода реверсивного двигателя затем он будет работать как тепловой насос, передавая тепло Q H в высокотемпературный резервуар, как показано на следующая диаграмма:

Обратите внимание, что высокотемпературный резервуар становится избыточно, и в итоге мы получаем чистое количество тепла (Q LR — Q LI ) из температурный резервуар для производства чистого количества работы (W I — W R ) — метод Кельвина-Планка нарушитель — тем самым доказывая теорему Карно.

Следствие 1 теоремы Карно:

Можно сформулировать первое следствие теоремы Карно следующим образом:

Все реверсивные тепловые двигатели действующие между теми же двумя тепловыми резервуарами должны иметь одинаковую эффективность.

Таким образом, независимо от типа тепловой машины, рабочее тело или любой другой фактор, если тепловая машина обратима, то он должен иметь такой же максимальный КПД. Если это не тот случае, то мы можем управлять реверсивным двигателем с нижней КПД как тепловой насос, а нарушитель Кельвина-Планка как над.

Следствие 2 теоремы Карно:

Второе следствие теоремы Карно может быть заявлено следующим образом:

Эффективность реверсивного теплогенератора двигатель является функцией только соответствующих температур горячего и холодные резервуары. Его можно оценить, заменив соотношение Тепловые трансферы Q L и Q H H H H H на соотношение температуры T L и T H соответствующие тепловые резервуары.

Таким образом, используя это следствие, мы можем оценить тепловую КПД обратимой тепловой машины:

Обратите внимание, что мы всегда переходим в «режим медитации». до замены отношения теплоты отношением абсолютных температуры, что справедливо только для реверсивных машин. Простейшим концептуальным примером обратимой тепловой машины является машина Карно. цикла двигателя, как показано на следующей диаграмме:

Очевидно, совершенно непрактичный двигатель, который не может реализоваться на практике, поскольку для каждого из четырех процессов в цикл окружающей среды должен быть изменен с изотермического к адиабатическому.Более практический пример — идеальный цикл Стирлинга. двигатель, как показано на следующей схеме:

Этот двигатель имеет поршень для сжатия и работы по расширению, а также вытеснитель для перемещения рабочей газа между горячим и холодным пространством, и было описано ранее в Глава 3b . Отметим, что при одинаковых условиях температуры и сжатия отношение идеальный двигатель Карно имеет такой же КПД, однако значительно меньшая полезная производительность за цикл, чем у Ideal Stirling цикла двигателя, как легко увидеть на следующей диаграмме:

Когда реверсивный двигатель работает в обратном направлении, становится тепловым насосом или холодильником.Коэффициент производительности из этих машин разработано следующее:

_____________________________________________________________________________

Решено Задача 5.1 — Реверсивный домашний воздух Кондиционер и горячая вода Нагреватель
__________________________________________________________________________

Проблема 5.2 — Тепловой насос используется для удовлетворения потребностей в отоплении дома и поддержания его при 20°С.В день, когда температура наружного воздуха опускается до -10°C подсчитано, что дом теряет тепло в размере 10 кВт. В этих условиях фактический коэффициент полезного действия (COP HP ) теплового насоса 2,5.

  • а) Нарисуйте схему представляющая систему теплового насоса, показывающую поток энергии и температуры и определить:

  • б) фактическая мощность потребляется тепловым насосом [4 кВт]

  • в) мощность, которая будет потребляться реверсивным тепловой насос в этих условиях [1.02 кВт]

  • г) сила, которая будет потребляться электрическим нагревателем сопротивления при этих условия [10 кВт]

  • e) Сравнение фактического теплового насоса с обратимый тепловой насос определить, если производительность фактического тепла насос возможен,

Вывести все используемые уравнения, начиная с основного значение КС лс .
__________________________________________________________________________

Задача 5.3 — Во время эксперимент, проведенный в старшей лаборатории при 25 ° C, студент измерил, что холодильник с циклом Стирлинга, который потребляет 250 Вт энергии, удален 1000кДж тепла от охлаждаемого помещения, поддерживаемого при -30°С. время работы холодильника во время эксперимента составляло 20 мин. Нарисуйте схему, представляющую холодильную систему, показывающую поток энергии и температуры, и определить, являются ли эти измерения разумны [COPR = 3,33, COPR, об. = 4,42, соотношение COPR/COPR, об. = 75% > 60% — нет достижимый].Укажите причины вашего выводы. Получить все уравнения, используемые, начиная с основного определения коэффициента производительности холодильника (КС Р ).
__________________________________________________________________________

К главе 6: Энтропия — новое свойство

____________________________________________________________________________________


Инженерная термодинамика Израиля Уриэли находится под лицензией Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 США Лицензия

Насосы для ирригационной воды | NDSU Сельское хозяйство и расширение

Глубинные турбинные насосы адаптированы для использования в обсаженных скважинах или там, где поверхность воды ниже практических пределов для центробежных насосов. Турбинные насосы также используются в системах поверхностного водоснабжения.

Поскольку всасывающий патрубок турбинного насоса постоянно находится под водой, заливка не является проблемой. Эффективность турбинного насоса сравнима с эффективностью большинства центробежных насосов или превышает ее.Обычно они дороже центробежных насосов, их сложнее осматривать и ремонтировать.

Турбинный насос состоит из трех основных частей: узла головки, узла вала и колонны и узла корпуса насоса, как показано на Рисунке 4. Головка обычно изготавливается из чугуна и предназначена для установки на фундаменте. Он поддерживает узлы колонны, вала и чаши и обеспечивает слив воды. Он также будет поддерживать электродвигатель, прямоугольную или ременную передачу.

Рисунок 4.Глубинный турбинный насос.

Узел вала и колонны обеспечивает соединение между головкой и чашами насоса. Линейный вал передает мощность от двигателя на крыльчатки, а колонна выносит воду на поверхность. Линейный вал турбинного насоса может смазываться водой или маслом.

Насос с масляной смазкой имеет полый вал, в который капает масло, смазывая подшипники. Насос с водяной смазкой имеет открытый вал. Подшипники смазываются перекачиваемой водой.Если есть возможность перекачивать мелкий песок, выберите насос с масляной смазкой, так как он не позволит песку попасть в подшипники.

Если вода предназначена для бытовых нужд или использования в животноводстве, она не должна содержать масла и должен использоваться насос с водяной смазкой. В некоторых штатах, таких как Миннесота, у вас нет выбора; насосы с водяной смазкой требуются во всех новых оросительных колодцах.

Подшипники линейных валов обычно размещаются с межцентровым расстоянием 10 футов для насосов с водяной смазкой, работающих на скорости менее 2200 об/мин, и с межцентровым расстоянием 5 футов для насосов, работающих на более высоких скоростях.Подшипники с масляной смазкой обычно размещаются на центрах с шагом 5 футов.

Стакан насоса закрывает крыльчатку. Из-за ограниченного диаметра каждое рабочее колесо имеет относительно низкий напор. В большинстве глубинных турбинных установок несколько чаш устанавливаются последовательно одна над другой. Это называется постановкой. Четырехступенчатая чаша в сборе содержит четыре рабочих колеса, прикрепленных к общему валу, и будет работать с напором, в четыре раза превышающим напор одноступенчатого насоса.

Рабочие колеса, используемые в турбинных насосах, могут быть полуоткрытыми или закрытыми, как показано на Рисунке 5.Лопасти полуоткрытых рабочих колес открыты снизу и вращаются с малым допуском ко дну стакана насоса.

Рис. 5. Вид в разрезе двух закрытых рабочих колес внутри чаш насосов.

Допуск имеет решающее значение и должен быть скорректирован, когда насос новый. Во время начального периода обкатки муфты линейных валов затягиваются; поэтому примерно через 100 часов работы следует проверить регулировку крыльчатки.После обкатки допуск необходимо проверять и регулировать каждые три-пять лет или чаще при перекачивании песка.

Оба типа рабочих колес могут привести к неэффективной работе насоса, если они не отрегулированы должным образом. Механические повреждения могут возникнуть, если полуоткрытые рабочие колеса установлены слишком низко и лопасти будут тереться о дно чаш. Регулировка закрытых крыльчаток не так критична; однако их все же необходимо проверить и отрегулировать.

Регулировка крыльчатки осуществляется путем затягивания или ослабления гайки в верхней части узла головки.Регулировка рабочих колес обычно выполняется путем опускания рабочих колес на дно чаш и их регулировки вверх. Величина регулировки вверх определяется тем, насколько растянется вал линии во время накачки. Регулировку необходимо производить исходя из минимально возможного уровня откачки в скважине.

Производитель насоса часто предоставляет надлежащую процедуру регулировки. Процедура регулировки для многих распространенных марок глубоководных турбин описана в публикации EC 81-760 Кооперативной службы поддержки штата Небраска, озаглавленной «Как отрегулировать вертикальные турбинные насосы для достижения максимальной эффективности.

Quiz Help: Fundamentals Of Pumps

Используйте поиск, чтобы быстро найти ответы на вопросы — откройте окно поиска (ctrl+f), затем введите ключевое слово из вопроса, чтобы перейти к этим терминам в материалах курса

Введение

Центробежные насосы в основном состоят из стационарного корпуса насоса и рабочего колеса, закрепленного на вращающемся валу. Корпус насоса обеспечивает границу давления для насоса и содержит каналы для правильного направления всасывающего и нагнетательного потоков.Корпус насоса имеет всасывающие и нагнетательные отверстия для основного потока насоса и обычно имеет небольшие дренажные и вентиляционные фитинги для удаления газов, захваченных в корпусе насоса, или для слива из корпуса насоса для технического обслуживания.

На рис. 1 представлена ​​упрощенная схема типичного центробежного насоса, на которой показано относительное расположение всасывающей части насоса, рабочего колеса, улитки и нагнетательной части. Корпус насоса направляет жидкость от всасывающего патрубка к центру или проушине рабочего колеса. Лопасти вращающегося рабочего колеса сообщают жидкости радиальное и вращательное движение, выталкивая ее к внешней периферии корпуса насоса, где она собирается во внешней части корпуса насоса, называемой улиткой.Улитка представляет собой область, которая расширяется в поперечном сечении по мере того, как она охватывает корпус насоса. Целью улитки является сбор жидкости, выходящей с периферии рабочего колеса с высокой скоростью, и постепенное снижение скорости жидкости за счет увеличения проходного сечения. Это преобразует скоростной напор в статическое давление. Затем жидкость выпускается из насоса через нагнетательный патрубок.

Рис. 1 Центробежный насос

Центробежные насосы также могут быть сконструированы таким образом, что они имеют две отдельные улитки, каждая из которых принимает жидкость, выбрасываемую из области рабочего колеса под углом 180° в любой момент времени.Насосы этого типа называются насосами с двойной улиткой (их также можно назвать насосами с раздельной спиральной камерой). В некоторых применениях двойная улитка сводит к минимуму радиальные силы, воздействующие на вал и подшипники из-за дисбаланса давления вокруг рабочего колеса. Сравнение центробежных насосов с одной и двумя спиральными трубками показано на рис. 2.

Рисунок 2. Одинарная и двойная спиральные насосы

Диффузор

Некоторые центробежные насосы содержат диффузоры. Диффузор представляет собой набор стационарных лопастей, окружающих рабочее колесо.Диффузор предназначен для повышения эффективности центробежного насоса за счет более постепенного расширения и уменьшения турбулентной области для жидкости, чтобы снизить ее скорость. Лопасти диффузора сконструированы таким образом, что жидкость, выходящая из крыльчатки, сталкивается с постоянно увеличивающейся площадью проходного сечения при прохождении через диффузор. Это увеличение площади потока вызывает снижение скорости потока, превращая кинетическую энергию в давление потока.

Классификация крыльчаток

Рис. 4. Крыльчатки одинарного и двойного всасывания

. Крыльчатки насосов классифицируются на основе количества точек, через которые жидкость может попасть в крыльчатку, а также по количеству перемычек между лопастями крыльчатки.

Рабочие колеса могут быть одностороннего или двустороннего всасывания. Рабочее колесо одностороннего всасывания позволяет жидкости поступать к центру лопастей только с одного направления. Рабочее колесо двойного всасывания позволяет жидкости поступать в центр лопастей рабочего колеса одновременно с обеих сторон. На рис. 4 представлены упрощенные схемы рабочих колес одинарного и двойного всасывания.

Крыльчатки могут быть открытыми, полуоткрытыми или закрытыми. Открытое рабочее колесо состоит только из лопастей, прикрепленных к ступице. Полуоткрытое рабочее колесо состоит из круглой пластины (стенки), прикрепленной к одной стороне лопастей.Закрытое рабочее колесо имеет круглые пластины, прикрепленные к обеим сторонам лопастей. Закрытые рабочие колеса также называют закрытыми рабочими колесами. На рис. 5 показаны примеры открытых, полуоткрытых и закрытых рабочих колес.

Рис. 5 Открытые, полуоткрытые и закрытые рабочие колеса

Рабочее колесо иногда содержит балансировочные отверстия, которые соединяют пространство вокруг ступицы со стороной всасывания рабочего колеса. Балансировочные отверстия имеют общую площадь поперечного сечения, значительно превышающую площадь поперечного сечения кольцевого пространства между компенсационным кольцом и ступицей.Результатом является давление всасывания с обеих сторон ступицы рабочего колеса, которое поддерживает гидравлический баланс осевой тяги.

Классификация центробежных насосов по расходу

Центробежные насосы можно классифицировать на основе способа прохождения жидкости через насос. Способ прохождения жидкости через насос определяется конструкцией корпуса насоса и рабочего колеса. Три типа потока через центробежный насос: радиальный поток, осевой поток и смешанный поток.

Радиальные насосы

В радиальном насосе жидкость поступает в центр рабочего колеса и направляется наружу вдоль лопастей рабочего колеса под прямым углом к ​​валу насоса.Рабочее колесо типичного насоса с радиальным потоком и поток через насос с радиальным потоком показаны на рис. 6.

Рис. 6 Центробежный насос с радиальным потоком

Насосы с осевым потоком

В насосе с осевым потоком рабочее колесо толкает жидкость в параллельном направлении. к валу насоса. Насосы с осевым потоком иногда называют гребными насосами, потому что они работают практически так же, как гребной винт лодки. Рабочее колесо типичного насоса с осевым потоком и поток через насос с радиальным потоком показаны на рисунке 7.

Рис. 7 Осевой центробежный насос

Насосы со смешанным потоком

Насосы со смешанным потоком заимствуют характеристики как у радиальных, так и у осевых насосов. Когда жидкость течет через рабочее колесо насоса смешанного типа, лопасти рабочего колеса выталкивают жидкость из вала насоса на всасывание насоса под углом более 90°. Рабочее колесо типичного насоса смешанного потока и поток через насос смешанного потока показаны на рисунке 8.

Рисунок 8 Центробежный насос со смешанным потоком

Многоступенчатые центробежные насосы

Центробежный насос с одним рабочим колесом, который может развивать перепад давления более 150 фунтов на квадратный дюйм между всасыванием и нагнетанием сложно и дорого проектировать и строить.Более экономичным подходом к созданию высокого давления с помощью одного центробежного насоса является установка нескольких рабочих колес на общем валу в одном корпусе насоса. Внутренние каналы в корпусе насоса направляют нагнетание одного рабочего колеса на всасывание другого рабочего колеса. На рис. 9 представлена ​​схема расположения рабочих колес четырехступенчатого насоса. Вода поступает в насос сверху слева и последовательно проходит через каждое из четырех рабочих колес слева направо. Вода поступает из улитки, окружающей нагнетание одного рабочего колеса, на всасывание следующего рабочего колеса.

Ступень насоса определяется как часть центробежного насоса, состоящая из одного рабочего колеса и связанных с ним компонентов. Большинство центробежных насосов представляют собой одноступенчатые насосы с одним рабочим колесом. Насос, содержащий семь рабочих колес в одном корпусе, будет называться семиступенчатым насосом или, как правило, многоступенчатым насосом.

Рис. 9 Многоступенчатый центробежный насос

Компоненты центробежного насоса

Центробежные насосы различаются по конструкции и конструкции: от простых насосов с относительно небольшим количеством деталей до чрезвычайно сложных насосов с сотнями отдельных деталей.Некоторыми из наиболее распространенных компонентов центробежных насосов являются изнашиваемые кольца, сальниковые коробки, набивка и фонарные кольца. Эти компоненты показаны на рисунке 10 и описаны на следующих страницах.

Изнашиваемые кольца

Центробежные насосы содержат вращающиеся рабочие колеса внутри стационарных корпусов насосов. Чтобы крыльчатка могла свободно вращаться внутри корпуса насоса, между крыльчаткой и корпусом насоса должен поддерживаться небольшой зазор. Чтобы максимизировать эффективность центробежного насоса, необходимо свести к минимуму количество жидкости, просачивающейся через этот зазор со стороны высокого давления или нагнетания насоса обратно на сторону низкого давления или всасывания.

Рис. 10 Компоненты центробежного насоса

Некоторый износ или эрозия произойдет в точке, где рабочее колесо и корпус насоса почти соприкасаются. Этот износ происходит из-за эрозии, вызванной утечкой жидкости через этот узкий зазор и другими причинами. По мере износа зазоры увеличиваются, а скорость утечки увеличивается. В конце концов, утечка может стать неприемлемо большой, и потребуется техническое обслуживание насоса.

Чтобы свести к минимуму затраты на техническое обслуживание насоса, многие центробежные насосы оснащены компенсационными кольцами.Износные кольца представляют собой сменные кольца, которые крепятся к рабочему колесу и/или корпусу насоса, чтобы обеспечить небольшой рабочий зазор между рабочим колесом и корпусом насоса, не вызывая износа фактического рабочего колеса или материала корпуса насоса. Эти изнашиваемые кольца предназначены для периодической замены в течение срока службы насоса и предотвращают более дорогостоящую замену рабочего колеса или корпуса.

Сальниковая коробка

Почти во всех центробежных насосах вращающийся вал, приводящий в движение рабочее колесо, проходит через границу давления корпуса насоса.Важно, чтобы насос был сконструирован таким образом, чтобы контролировать количество жидкости, просачивающейся вдоль вала в точке, где вал входит в корпус насоса. Существует множество различных способов герметизации проходки вала в корпусе насоса. Факторы, учитываемые при выборе метода, включают давление и температуру перекачиваемой жидкости, размер насоса, а также химические и физические характеристики перекачиваемой жидкости.

Одним из самых простых видов уплотнения вала является сальниковое.Сальник представляет собой цилиндрическое пространство в корпусе насоса, окружающее вал. В это пространство помещаются кольца упаковочного материала. Набивка представляет собой материал в виде колец или нитей, который помещается в сальниковую коробку для образования уплотнения, контролирующего скорость утечки вдоль вала. Уплотнительные кольца удерживаются на месте сальником. Сальник, в свою очередь, удерживается шпильками с регулировочными гайками. Когда регулировочные гайки затягиваются, они перемещают сальник и сжимают набивку. Это осевое сжатие заставляет набивку расширяться в радиальном направлении, образуя плотное уплотнение между вращающимся валом и внутренней стенкой сальниковой коробки.

Высокоскоростное вращение вала выделяет значительное количество тепла, так как он трется о уплотнительные кольца. Если сальник не смазывается и не охлаждается, температура набивки повышается до такой степени, что происходит повреждение набивки, вала насоса и, возможно, соседних подшипников насоса. Сальниковые коробки обычно проектируются таким образом, чтобы обеспечить небольшую регулируемую утечку вдоль вала для обеспечения смазки и охлаждения набивки. Скорость утечки можно регулировать, затягивая и ослабляя сальник.

Фонарное кольцо

Не всегда возможно использовать стандартный сальник для уплотнения вала центробежного насоса. Всасывание насоса может быть под вакуумом, так что утечка наружу невозможна, или жидкость может быть слишком горячей, чтобы обеспечить адекватное охлаждение набивки. Эти условия требуют модификации стандартного сальника.

Одним из методов надлежащего охлаждения набивки в этих условиях является использование фонарного кольца. Фонарное кольцо представляет собой перфорированное полое кольцо, расположенное недалеко от центра сальниковой коробки, в которое поступает относительно прохладная чистая жидкость либо из нагнетательного патрубка насоса, либо из внешнего источника, и которое равномерно распределяет жидкость вокруг вала для обеспечения смазки и охлаждения.Жидкость, поступающая в фонарное кольцо, может охлаждать вал и набивку, смазывать набивку или герметизировать соединение между валом и набивкой от утечки воздуха в насос, если давление всасывания насоса меньше атмосферного.

Механические уплотнения

В некоторых случаях упаковочный материал не подходит для уплотнения вала. Одним из распространенных альтернативных методов уплотнения вала являются механические уплотнения. Торцовые уплотнения состоят из двух основных частей: вращающегося элемента, прикрепленного к валу насоса, и неподвижного элемента, прикрепленного к корпусу насоса.Каждый из этих элементов имеет тщательно отполированную уплотняющую поверхность. Полированные поверхности вращающегося и неподвижного элементов соприкасаются друг с другом, образуя уплотнение, предотвращающее утечку по валу.

Резюме

Важная информация в этой главе приведена ниже.

  • Рабочее колесо содержит вращающиеся лопасти, которые сообщают жидкости радиальное и вращательное движение.
  • Улитка собирает жидкость, выходящую из рабочего колеса с высокой скоростью, и постепенно вызывает снижение скорости жидкости за счет увеличения проходного сечения, преобразуя скоростной напор в статический.
  • Диффузор повышает эффективность центробежного насоса, обеспечивая более постепенное расширение и меньшую зону турбулентности для замедления жидкости по мере расширения площади потока.
  • Уплотнительный материал обеспечивает уплотнение в месте, где вал насоса входит в корпус насоса.
  • Износные кольца представляют собой сменные кольца, которые крепятся к рабочему колесу и/или корпусу насоса, чтобы обеспечить небольшой рабочий зазор между рабочим колесом и корпусом насоса, не вызывая износа фактического рабочего колеса или материала корпуса насоса.
  • Фонарное кольцо вставляется между кольцами набивки в сальниковой коробке для приема относительно холодной чистой жидкости и ее равномерного распределения по валу для обеспечения смазки и охлаждения набивки.

Введение

Конструкция многих центробежных насосов позволяет насосу работать непрерывно в течение месяцев или даже лет. Эти центробежные насосы часто полагаются на жидкость, которую они перекачивают, для обеспечения охлаждения и смазки подшипников насоса и других внутренних компонентов насоса.Если поток через насос прекращается, когда насос все еще работает, насос больше не будет должным образом охлаждаться, и насос может быстро выйти из строя. Повреждение насоса также может быть результатом перекачивания жидкости, температура которой близка к условиям насыщения.

Кавитация

Площадь проходного сечения в глазу рабочего колеса насоса обычно меньше, чем площадь проходного сечения всасывающего трубопровода насоса или площадь проходного сечения через лопасти рабочего колеса. Когда перекачиваемая жидкость попадает в отверстие центробежного насоса, уменьшение проходного сечения приводит к увеличению скорости потока, сопровождающемуся снижением давления.Чем больше расход насоса, тем больше перепад давления между всасывающим патрубком насоса и ушком рабочего колеса. Если перепад давления достаточно велик или если температура достаточно высока, перепад давления может быть достаточным для того, чтобы жидкость испарилась, когда локальное давление падает ниже давления насыщения перекачиваемой жидкости. Любые пузырьки пара, образованные перепадом давления в глазу крыльчатки, уносятся вдоль лопастей крыльчатки потоком жидкости. Когда пузырьки попадают в область, где локальное давление выше давления насыщения дальше от лопасти крыльчатки, пузырьки пара резко схлопываются.Этот процесс образования и последующего схлопывания пузырьков пара в насосе называется кавитацией.

Кавитация в центробежном насосе оказывает значительное влияние на производительность насоса. Кавитация снижает производительность насоса, что приводит к колебаниям расхода и давления нагнетания. Кавитация также может быть разрушительной для внутренних компонентов насоса. Когда в насосе возникает кавитация, пузырьки пара образуются в области низкого давления непосредственно за вращающимися лопастями рабочего колеса. Эти пузырьки пара затем движутся к встречной лопасти крыльчатки, где они схлопываются и вызывают физический удар по передней кромке лопасти крыльчатки.Этот физический удар создает небольшие ямки на передней кромке лопасти рабочего колеса. Каждая отдельная ямка имеет микроскопический размер, но кумулятивный эффект миллионов таких ямок, образовавшихся в течение нескольких часов или дней, может буквально разрушить рабочее колесо насоса. Кавитация также может вызвать чрезмерную вибрацию насоса, которая может повредить подшипники насоса, компенсационные кольца и уплотнения.

Небольшое количество центробежных насосов предназначено для работы в условиях, когда кавитация неизбежна. Эти насосы должны быть специально спроектированы и обслуживаться, чтобы выдерживать небольшую кавитацию, возникающую во время их работы.Большинство центробежных насосов не рассчитаны на длительную кавитацию.

Шум является одним из признаков кавитации в центробежном насосе. Звук кавитационного насоса может напоминать встряхивание банки с шариками. Другими показателями, которые можно наблюдать с удаленной рабочей станции, являются колебания давления нагнетания, расхода и тока двигателя насоса. Методы остановки или предотвращения кавитации представлены в следующих параграфах.

Чистый положительный напор на всасывании

Во избежание кавитации в центробежных насосах давление жидкости во всех точках внутри насоса должно оставаться выше давления насыщения.Величиной, используемой для определения того, достаточно ли давление перекачиваемой жидкости для предотвращения кавитации, является чистый положительный напор на всасывании (NPSH). Доступный чистый положительный напор на всасывании (NPSHA) представляет собой разницу между давлением на всасывании насоса и давлением насыщения перекачиваемой жидкости. Требуемый чистый положительный напор на всасывании (NPSHR) — это минимальный чистый положительный напор, необходимый для предотвращения кавитации.

Условие, которое должно соблюдаться для предотвращения кавитации, заключается в том, что доступный чистый положительный напор на всасывании должен быть больше или равен требуемому чистому напору на всасывании.Это требование можно сформулировать математически, как показано ниже.

NPSH A ≥ NPSH R

Формула для NPSH A может быть представлена ​​в виде следующего уравнения.

NPSH A = P всасывание – P насыщение

Когда центробежный насос всасывает из резервуара или другого резервуара, давление на всасывании насоса представляет собой сумму абсолютного давления на поверхности жидкости в резервуаре плюс давление из-за разницы высот между поверхностью жидкости в резервуаре и всасыванием насоса за вычетом потерь напора из-за трения во всасывающем трубопроводе от резервуара к насосу.

NPH A = P A = P ST — H F — H F — P F — P SAT — P SAT — P SAT

Где:

NPSH A = Чистая положительная головка всасывания

P A = абсолютный давление на поверхности жидкости

P st = давление из-за возвышения между поверхностью жидкости и всасыванием насоса

h f = потери напора во всасывающем трубопроводе насоса

P sat = давление насыщения жидкости при перекачивании

Предотвращение кавитации

Если в центробежном насосе возникает кавитация, может потребоваться внести некоторые изменения в конструкцию или работу системы, чтобы увеличить NPSHA выше NPSHR и остановить кавитацию.Одним из способов увеличения NPSHA является увеличение давления на всасывании насоса. Например, если насос всасывает из закрытого резервуара, либо повышение уровня жидкости в резервуаре, либо увеличение давления в пространстве над жидкостью увеличивает давление всасывания.

Увеличить NPSHA можно также за счет снижения температуры перекачиваемой жидкости. Снижение температуры жидкости снижает давление насыщения, что приводит к увеличению NPSHA.Напомним из предыдущего модуля по теплообменникам, что большие конденсаторы пара обычно переохлаждают конденсат до температуры ниже температуры насыщения, что называется депрессией конденсата, чтобы предотвратить кавитацию в конденсатных насосах.

Если потери напора во всасывающем трубопроводе насоса можно уменьшить, кавитационный запас по давлению будет увеличен. Различные методы снижения потерь напора включают увеличение диаметра трубы, уменьшение количества колен, клапанов и фитингов в трубе, а также уменьшение длины трубы.

Можно также остановить кавитацию, уменьшив кавитационный запас насоса. NPSHR не является постоянной величиной для данного насоса при любых условиях, а зависит от определенных факторов. Как правило, NPSH насоса значительно увеличивается по мере увеличения скорости потока через насос. Следовательно, уменьшение расхода через насос путем дросселирования нагнетательного клапана снижает NPSH. NPSHR также зависит от скорости насоса. Чем быстрее вращается рабочее колесо насоса, тем больше NPSH. Следовательно, если скорость центробежного насоса с регулируемой скоростью уменьшается, NPSH насоса уменьшается.Однако, поскольку производительность насоса чаще всего определяется потребностями системы, к которой он подключен, возможны лишь ограниченные регулировки без запуска дополнительных параллельных насосов, если таковые имеются.

Чистая положительная высота всасывания, необходимая для предотвращения кавитации, определяется производителем насоса путем испытаний и зависит от таких факторов, как тип входного отверстия рабочего колеса, конструкция рабочего колеса, расход насоса, скорость вращения рабочего колеса и тип перекачиваемой жидкости. Производитель обычно предоставляет кривые NPSHR в зависимости от расхода насоса для конкретной жидкости (обычно воды) в руководстве поставщика насоса.

Кривые характеристик центробежного насоса

Для данного центробежного насоса, работающего с постоянной скоростью, скорость потока через насос зависит от перепада давления или напора, развиваемого насосом. Чем ниже напор насоса, тем выше скорость потока. Руководство поставщика для конкретного насоса обычно содержит кривую зависимости расхода насоса от напора насоса, которая называется характеристикой насоса. После установки насоса в систему его обычно проверяют, чтобы убедиться, что расход и напор насоса соответствуют требуемым техническим характеристикам.Типичная кривая характеристики центробежного насоса показана на рисунке 11.

С характеристикой насоса связано несколько терминов, которые необходимо определить. Напор отсечки — это максимальный напор, который может развить центробежный насос, работающий на заданной частоте вращения. Выбег насоса — это максимальный расход, который может развиться центробежным насосом без повреждения насоса. Центробежные насосы должны быть спроектированы и эксплуатироваться таким образом, чтобы они были защищены от условий выбега насоса или работы при запорном напоре.Дополнительную информацию можно найти в справочнике по термодинамике, теплопередаче и потоку жидкости.

Рис. 11 Кривая характеристик центробежного насоса

Защита центробежного насоса

Центробежный насос работает без потока, например, с закрытым нагнетательным клапаном или запорным клапаном. Если нагнетательный клапан закрыт и для насоса нет другого пути потока, крыльчатка будет взбивать тот же объем воды, который вращается в корпусе насоса.Это повысит температуру жидкости (из-за трения) в корпусе насоса до такой степени, что она испарится. Пары могут прерывать поток охлаждающей жидкости к уплотнению и подшипникам насоса, вызывая их чрезмерный износ и нагрев. Если насос будет работать в таком состоянии в течение значительного времени, он выйдет из строя.

Если центробежный насос установлен в системе, в которой он может подвергаться периодическому отключению напора, необходимо предусмотреть некоторые средства защиты насоса.Одним из способов защиты насоса от холостого хода является установка линии рециркуляции от линии нагнетания насоса до нагнетательного клапана обратно к источнику питания насоса. Размер линии рециркуляции должен обеспечивать достаточный поток через насос, чтобы предотвратить перегрев и повреждение насоса. Защита также может быть обеспечена за счет использования автоматического устройства управления потоком.

Центробежные насосы также должны быть защищены от биения. Биение может привести к кавитации, а также к перегреву двигателя насоса из-за чрезмерных токов.Один из способов обеспечить постоянное адекватное сопротивление потоку на выходе из насоса для предотвращения избыточного потока через насос состоит в том, чтобы разместить отверстие или дроссельный клапан сразу после нагнетания насоса. Правильно спроектированные системы трубопроводов очень важны для защиты от биения.

Связывание газа

Связывание газа центробежного насоса — это состояние, при котором корпус насоса заполнен газами или парами до такой степени, что крыльчатка больше не может контактировать с достаточным количеством жидкости для правильной работы.Рабочее колесо вращается в газовом пузыре, но не может нагнетать жидкость через насос. Это может привести к проблемам с охлаждением уплотнений и подшипников насоса.

Центробежные насосы сконструированы таким образом, что их корпуса насосов полностью заполняются жидкостью во время работы насоса. Большинство центробежных насосов все еще могут работать, когда небольшое количество газа скапливается в корпусе насоса, но насосы в системах, содержащих растворенные газы, которые не предназначены для самовентиляции, должны периодически удаляться вручную, чтобы гарантировать, что газы не накапливаются в насосе. кожух.

Всасывающие центробежные насосы

Большинство центробежных насосов не являются самовсасывающими. Другими словами, корпус насоса должен быть заполнен жидкостью перед запуском насоса, иначе насос не сможет работать. Если корпус насоса заполняется парами или газами, крыльчатка насоса становится связанной с газом и перестает работать. Чтобы центробежный насос оставался заполненным и не связывался с газом, большинство центробежных насосов располагают ниже уровня источника, из которого насос должен всасывать.Тот же эффект можно получить, подавая жидкость на всасывание насоса под давлением другого насоса, установленного на всасывающей линии.

Резюме

Важная информация в этой главе приведена ниже.

  • Есть три признака кавитации в центробежном насосе.
  • 3

    90

    • Шум
    • Флуктуационные разряды Давление и поток
    • Флуктуационный насос Ток двигателя
    • Шаги, которые можно принимать для остановки кавитации насоса, включают в себя:
    • Увеличение давления на всасывании насоса.
    • Уменьшите температуру перекачиваемой жидкости.
    • Уменьшить потери напора во всасывающем трубопроводе насоса.
    • Уменьшите скорость потока через насос.
    • Уменьшите скорость вращения крыльчатки насоса.
    • Три эффекты кавитации насоса:
      2
      • DeSended Pump Production
      • Избыточный насос Vibration
      • Ущерб для рабочего колеса насоса, подшипники, носить кольца и уплотнения
      • , чтобы избежать кавитации насоса, Доступный чистый положительный напор на всасывании должен быть больше требуемого чистого положительного напора на всасывании.
      • Чистый положительный кавитационный запас представляет собой разницу между давлением всасывания насоса и давлением насыщения перекачиваемой жидкости.
      • Кавитация – это процесс образования и последующего схлопывания пузырьков пара в насосе.
      • Газовое заедание центробежного насоса — это состояние, при котором корпус насоса заполнен газами или парами до такой степени, что рабочее колесо больше не может контактировать с достаточным количеством жидкости для правильной работы.
      • Напор отсечки – это максимальный напор, который может развить центробежный насос, работающий на заданной частоте вращения.
      • Выбег насоса — это максимальный расход, который может развить центробежный насос без повреждения насоса.
      • Чем больше напор, с которым работает центробежный насос, тем ниже расход через насос.
      • Соотношение между подачей насоса и напором показано на характеристической кривой насоса.
      • Центробежные насосы защищены от холостого хода за счет обеспечения рециркуляции от нагнетания насоса обратно к источнику питания насоса.
      • Центробежные насосы защищены от биения за счет размещения диафрагмы или дроссельного клапана сразу после нагнетания насоса и правильной конструкции системы трубопроводов.

      Введение

      Объемный насос — это насос, в котором за каждый цикл работы насоса подается определенный объем жидкости.Этот объем является постоянным независимо от сопротивления потоку, оказываемого системой, в которой находится насос, при условии, что мощность силового агрегата, приводящего насос в действие, или пределы прочности компонентов насоса не превышены. Нагнетательный насос подает жидкость отдельными объемами без подачи между ними, хотя насос с несколькими камерами может иметь перекрывающуюся подачу между отдельными камерами, что сводит к минимуму этот эффект. Насос прямого вытеснения отличается от центробежных насосов, которые обеспечивают непрерывный поток при любой заданной скорости насоса и сопротивлении нагнетания.

      Нагнетательные насосы можно разделить на три основные категории в зависимости от их конструкции и принципа действия. Эти три группы представляют собой поршневые насосы, роторные насосы и диафрагменные насосы.

      Принцип работы

      Все объемные насосы работают по одному и тому же основному принципу. Этот принцип легче всего продемонстрировать, рассмотрев поршневой объемный насос, состоящий из одного возвратно-поступательного поршня в цилиндре с одним всасывающим и одним нагнетательным портами, как показано на рисунке 12.Обратные клапаны на всасывающем и нагнетательном патрубках пропускают поток только в одном направлении.

      Рисунок 12. Работа поршневого насоса объемного типа

      Во время такта всасывания поршень перемещается влево, вызывая срабатывание обратного клапана на всасывании. резервуар. Во время такта нагнетания поршень перемещается вправо, закрывая обратный клапан на линии всасывания и открывая обратный клапан на линии нагнетания.Объем жидкости, перемещаемой насосом за один цикл (один такт всасывания и один такт нагнетания), равен изменению объема жидкости в цилиндре при перемещении поршня из крайнего левого положения в крайнее правое положение.

      Поршневые насосы

      Поршневые объемные насосы обычно делятся на четыре категории: прямого действия или косвенного действия; симплекс или дуплекс; одностороннего или двустороннего действия; и силовые насосы.

      Насосы прямого и непрямого действия

      Некоторые поршневые насосы приводятся в действие первичными двигателями, которые также имеют возвратно-поступательное движение, например поршневой насос, приводимый в действие поршневым паровым поршнем.Шток парового поршня может быть непосредственно соединен с жидкостным поршнем насоса или опосредованно соединен с балкой или рычажным механизмом. Насосы прямого действия имеют поршень на жидкостной (насосной) стороне, который приводится в движение непосредственно штоком насоса (также штоком поршня или его удлинением) и несет поршень силовой части. Насосы непрямого действия приводятся в действие с помощью балки или рычажного механизма, соединенного со штоком силового поршня отдельного поршневого двигателя и приводимого в действие им.

      Симплексные и дуплексные насосы

      Симплексный насос, иногда называемый одиночным насосом, представляет собой насос с одним жидкостным (насосным) цилиндром.Сдвоенный насос представляет собой эквивалент двух симплексных насосов, установленных рядом на одном фундаменте.

      Привод поршней сдвоенного насоса устроен таким образом, что когда один поршень движется вверх, другой поршень движется вниз, и наоборот. Такое расположение удваивает производительность дуплексного насоса по сравнению с симплексным насосом аналогичной конструкции.

      Насосы одностороннего и двустороннего действия

      Насос одностороннего действия – это насос, который всасывает, наполняя цилиндр насоса во время хода только в одном направлении, называемом ходом всасывания, а затем вытесняет жидкость из цилиндра на обратном ходе, называемом тактом нагнетания.Насос двойного действия — это насос, который, заполняя один конец цилиндра с жидкостью, выпускает жидкость из другого конца цилиндра. При обратном ходе только что опустошенный конец цилиндра заполняется, а только что заполненный конец опорожняется. Одна из возможных компоновок насосов одностороннего и двустороннего действия показана на рис. 13.

      Силовые насосы

      Силовые насосы преобразуют вращательное движение в низкоскоростное возвратно-поступательное движение с помощью редуктора, коленчатого вала, шатунов и крейцкопфов.Плунжеры или поршни приводятся в движение крейцкопфами. Конструкция штока и поршня, аналогичная дуплексным паровым насосам двойного действия, используется в нагнетательных частях агрегатов низкого давления с большей производительностью. Блоки более высокого давления обычно представляют собой плунжеры одностороннего действия и обычно используют три (триплексных) плунжера. Три и более плунжера существенно снижают пульсации потока по сравнению с симплексными и даже дуплексными насосами.

      Рис. 13 Насосы одностороннего и двустороннего действия

      Мощные насосы обычно имеют высокий КПД и способны развивать очень высокое давление.Рис. 13 Насосы одностороннего и двустороннего действия Они могут приводиться в действие либо электродвигателями, либо турбинами. Это относительно дорогие насосы, и их редко можно оправдать эффективностью по сравнению с центробежными насосами. Однако они часто оправданы по сравнению с паровыми поршневыми насосами, где требуется непрерывная работа из-за высоких требований к пару паровых насосов прямого действия.

      Как правило, эффективный расход поршневых насосов уменьшается по мере увеличения вязкости перекачиваемой жидкости, поскольку скорость насоса должна быть снижена.В отличие от центробежных насосов перепад давления, создаваемый поршневыми насосами, не зависит от плотности жидкости. Она полностью зависит от величины силы, действующей на поршень. Для получения дополнительной информации о вязкости, плотности и теории объемного насоса обратитесь к справочнику по термодинамике, теплопередаче и потоку жидкости.

      Роторные насосы

      Роторные насосы работают по принципу, согласно которому вращающаяся лопасть, винт или шестерня захватывают жидкость на стороне всасывания корпуса насоса и нагнетают ее на сторону нагнетания корпуса.Эти насосы в основном самовсасывающие из-за их способности удалять воздух из всасывающих линий и создавать большую высоту всасывания. В насосах, предназначенных для систем, требующих высокой высоты всасывания и самовсасывания, важно, чтобы все зазоры между вращающимися частями, а также между вращающимися и неподвижными частями были сведены к минимуму, чтобы уменьшить проскальзывание. Проскальзывание – это просачивание жидкости из нагнетания насоса обратно в его всасывание.

      Из-за небольших зазоров в роторных насосах необходимо эксплуатировать эти насосы на относительно низкой скорости, чтобы обеспечить надежную работу и поддерживать производительность насоса в течение длительного периода времени.В противном случае эрозионное воздействие из-за высоких скоростей жидкости, проходящей через узкие зазоры, вскоре вызовет чрезмерный износ и увеличение зазоров, что приведет к проскальзыванию.

      Существует много типов объемных роторных насосов, и они обычно группируются в три основные категории, которые включают шестеренные насосы, винтовые насосы и лопастные насосы.

      Простой шестеренный насос

      Рис. 14 Простой шестеренный насос

      Существует несколько разновидностей шестеренных насосов.Простой шестеренчатый насос, показанный на рис. 14, состоит из двух прямозубых шестерен, сцепленных вместе и вращающихся в противоположных направлениях внутри корпуса. Между корпусом и торцами шестерни и краями зубьев существует зазор всего в несколько тысячных дюйма. Любая жидкость, которая заполняет пространство, ограниченное двумя последовательными зубьями шестерни и корпусом, должна следовать вместе с зубьями при их вращении. Когда зубья шестерни входят в зацепление с зубьями другой шестерни, пространство между зубьями уменьшается, и захваченная жидкость вытесняется из нагнетательного патрубка насоса.Когда шестерни вращаются и зубья выходят из зацепления, пространство на стороне всасывания насоса снова открывается, захватывая новые количества жидкости и перенося ее вокруг корпуса насоса к нагнетанию. По мере того, как жидкость уносится со стороны всасывания, создается более низкое давление, которое всасывает жидкость через линию всасывания.

      Благодаря большому количеству зубьев, обычно используемых на шестернях, выпуск является относительно плавным и непрерывным, при этом небольшие количества жидкости подаются в линию выпуска в быстрой последовательности.Если конструкция выполнена с меньшим количеством зубьев, расстояние между зубьями больше, и мощность увеличивается для данной скорости; однако тенденция к пульсирующему разряду возрастает. Во всех простых шестеренчатых насосах мощность подается на вал одной из шестерен, которая передает мощность на ведомую шестерню через зацепление зубьев.

      В шестеренчатом насосе нет клапанов, вызывающих потери на трение, как в поршневом насосе. В отличие от центробежного насоса, не требуются высокие скорости вращения рабочего колеса с соответствующими потерями на трение.Таким образом, шестеренчатый насос хорошо подходит для работы с вязкими жидкостями, такими как топливо и смазочные масла.

      Другие шестеренчатые насосы

      Рис. 15 Типы шестерен, используемых в насосах

      В шестеренных насосах используются два типа шестерен в дополнение к простой цилиндрической шестерне. Одним из видов является косозубая передача. Спираль — это кривая, возникающая при движении прямой линии вверх или вниз по поверхности цилиндра. Другой тип — зубчатая передача. Шестерня-елочка состоит из двух спиралей, закручивающихся в разные стороны от центра шестерни.Цилиндрические, косозубые и зубчатые колеса показаны на рис. 15.

      Насос с косозубым зацеплением имеет преимущества перед простым цилиндрическим зубчатым колесом. В цилиндрическом зубчатом колесе зубья шестерни входят в зацепление по всей длине одновременно. В косозубой передаче точка зацепления перемещается по длине зуба шестерни при вращении шестерни. Благодаря этому винтовая шестерня работает с более стабильным давлением нагнетания и меньшими пульсациями, чем насос с цилиндрической шестерней.

      Шестеренчатый насос типа «елочка» также является модификацией простого шестеренчатого насоса.Его принципиальное отличие в работе от простого цилиндрического шестеренчатого насоса заключается в том, что заостренная центральная часть пространства между двумя зубьями начинает опорожняться до того, как расходящиеся внешние концы предшествующего пространства полностью опорожняются. Это перекрытие имеет тенденцию обеспечивать более стабильное давление нагнетания. Передача мощности от ведущей к ведомой шестерне также более плавная и тихая.

      Кулачковый насос

      Рис. 16 Кулачковый насос

      Кулачковый насос, показанный на Рис. 16, представляет собой еще один вариант простого шестеренчатого насоса.Он считается простым шестеренчатым насосом, имеющим только два или три зуба на ротор; в остальном его действие или объяснение функции его частей ничем не отличается. Кулачковые насосы некоторых конструкций снабжены сменными клиньями, т. е. тонкими пластинами, установленными в канавках на концах каждого кулачка, где они соприкасаются с корпусом. Удлинитель способствует герметичности и поглощает радиальный износ.

      Винтовой объемный роторный насос

      Существует множество вариантов конструкции винтового объемного роторного насоса.Основные различия заключаются в количестве задействованных сцепляющихся винтов, шаге винтов и общем направлении потока жидкости. Двумя распространенными конструкциями являются двухвинтовой двухпоточный насос с малым шагом и трехвинтовой двухпоточный насос с высоким шагом.

      Двухвинтовой винтовой насос с малым шагом

      Двухвинтовой винтовой насос с малым шагом состоит из двух винтов, зацепляющихся с малыми зазорами и установленных на двух параллельных валах. У одного винта правая резьба, у другого винта левая резьба.Один вал является ведущим валом и приводит в движение другой вал через набор шевронных зубчатых колес. Шестерни служат для поддержания зазоров между винтами при их вращении и обеспечения бесшумной работы. Винты вращаются в плотно прилегающих дуплексных цилиндрах с перекрывающимися отверстиями. Все зазоры малы, но фактического контакта между двумя винтами или между винтами и стенками цилиндра нет.

      Рисунок 17 Двухвинтовой винтовой насос с малым шагом

      Полная сборка и обычный поток Рисунок 18 Траектория трехвинтового винтового насоса с большим шагом показана на Рисунке 17.Жидкость задерживается на внешнем конце каждой пары винтов. Когда первое пространство между витками резьбы отклоняется от противоположного винта, однооборотное спиралевидное количество жидкости заключено, когда конец винта снова входит в зацепление с противоположным винтом. По мере того, как винт продолжает вращаться, захваченные спиральные витки жидкости скользят по цилиндру к центральному выпускному пространству, в то время как происходит захват следующей порции. Каждый винт работает одинаково, и каждая пара винтов выпускает равное количество жидкости противоположными потоками к центру, тем самым устраняя гидравлическую нагрузку.Удаление жидкости со стороны всасывания с помощью винтов приводит к снижению давления, в результате чего жидкость проходит через линию всасывания.

      Трехвинтовой винтовой насос с большим шагом

      Рис. 18 Винтовой насос с большим шагом, трехвинтовой

      Трехвинтовой винтовой насос с высоким шагом, показанный на Рис. 18, имеет много общего элементы, такие как двухвинтовой, низкошаговый, винтовой насос, и их операции аналогичны. Используются три винта с противоположной резьбой на каждом конце. Они вращаются в тройном цилиндре, два внешних отверстия которого перекрывают центральное отверстие.Шаг винтов намного выше, чем у винтового насоса с малым шагом; поэтому центральный винт или приводной ротор используется для непосредственного привода двух внешних промежуточных роторов без внешних синхронизирующих шестерен. Опорные подшипники в основании поддерживают вес роторов и сохраняют их осевое положение. Перекачиваемая жидкость поступает во всасывающее отверстие, течет по каналам вокруг корпуса ротора и через винты с каждого конца противоположными потоками к центральному выпуску. Это устраняет неуравновешенную гидравлическую тягу.Винтовой насос используется для перекачки вязких жидкостей, обычно смазочных, гидравлических или топливных масел.

      Роторный лопастной насос

      Роторно-лопастной насос, показанный на рис. 19, представляет собой еще один тип используемого объемного насоса. Насос состоит из цилиндрического корпуса с всасывающим патрубком с одной стороны и нагнетательным патрубком с другой. Ротор цилиндрической формы, диаметр которого меньше диаметра цилиндра, вращается вокруг оси, расположенной над центральной линией цилиндра.Зазор между ротором и цилиндром мал в верхней части, но увеличивается в нижней части. Ротор имеет лопасти, которые перемещаются внутрь и наружу при вращении, чтобы поддерживать герметичные пространства между ротором и стенкой цилиндра. Лопасти улавливают жидкость или газ на стороне всасывания и переносят их на сторону нагнетания, где сужение пространства вытесняет их через линию нагнетания. Лопасти могут качаться на шарнирах или скользить в пазах ротора.

      Рис. 19 Роторный лопастной насос

      Мембранные насосы

      Мембранные насосы также классифицируются как объемные насосы, поскольку диафрагма действует как поршень ограниченного рабочего объема.Насос будет функционировать, когда диафрагма приводится в возвратно-поступательное движение механической связью, сжатым воздухом или жидкостью из пульсирующего внешнего источника. Конструкция насоса исключает любой контакт между перекачиваемой жидкостью и источником энергии. Это исключает возможность утечки, что важно при работе с токсичными или очень дорогими жидкостями. Недостатки включают ограниченный диапазон напора и производительности, а также необходимость обратных клапанов на всасывающем и нагнетательном патрубках. Пример диафрагменного насоса показан на рисунке 20.

      Рисунок 20 Диафрагменный насос

      Характеристические кривые поршневого насоса

      Рисунок 21 Характеристическая кривая объемного насоса

      Насосы прямого вытеснения подают определенный объем жидкости с характеристической кривой объемного насоса для каждого цикла работы насоса. Таким образом, единственным фактором, влияющим на скорость потока в идеальном поршневом насосе, является скорость, с которой он работает. Сопротивление потоку системы, в которой работает насос, не влияет на скорость потока через насос.На рис. 21 показана характеристическая кривая объемного насоса.

      Пунктирная линия на рис. 21 показывает фактическую производительность поршневого насоса. Эта линия отражает тот факт, что по мере увеличения давления нагнетания насоса некоторое количество жидкости будет просачиваться из нагнетания насоса обратно на всасывание насоса, снижая эффективный расход насоса. Скорость, с которой жидкость перетекает от нагнетания насоса к его всасыванию, называется проскальзыванием.

      Защита объемных насосов

      Объемные насосы обычно оснащены предохранительными клапанами на входной стороне их нагнетательных клапанов для защиты насоса и его нагнетательного трубопровода от избыточного давления.Объемные насосы нагнетаются при давлении, требуемом системой, которую они снабжают. Предохранительный клапан предотвращает повреждение системы и насоса, если нагнетательный клапан насоса закрывается во время работы насоса или если происходит какое-либо другое событие, например, засорение сетчатого фильтра блокирует поток системы.

      Резюме

      Важная информация в этой главе приведена ниже.

      • Расход, подаваемый центробежным насосом за один оборот рабочего колеса, зависит от напора, с которым работает насос.Насос прямого вытеснения подает определенный объем жидкости для каждого цикла работы насоса независимо от напора, с которым работает насос.
      • Объемные насосы можно классифицировать следующим образом:
      • Поршневой поршневой насос
      • Шестеренчатый роторный насос
      • Лопастной насос Мембранный насос
      • По мере увеличения вязкости жидкости максимальная скорость, при которой поршневой объемный насос может нормально работать, уменьшается.Следовательно, по мере увеличения вязкости максимальная скорость потока через насос уменьшается.
      • Характеристическая кривая объемного насоса, работающего с определенной скоростью, представляет собой вертикальную линию на графике зависимости напора от подачи.
      • Проскальзывание – это скорость, с которой жидкость просачивается из нагнетания насоса обратно на всасывание насоса.
      • Поршневые насосы защищены от избыточного давления предохранительным клапаном на входной стороне нагнетательного клапана насоса.

      Напор в сравнении с давлением — усиление насосов и оборудования

      На днях я получил электронное письмо от двух инженеров-консультантов из Северной Каролины. Инженеры, назовем их R и G, хотели, чтобы я разрешил их спор относительно «напора» и «давления» при интерпретации кривых производительности насоса.

      Компания

      R была удовлетворена тем, что кривые производительности насоса отображают напор и подачу. G считал, что все кривые насоса должны отражать перепад давления (psi) и расход.Он предположил, что новые насосы проверяются на испытательном стенде с использованием дифференциального давления, которое затем преобразуется в футы водяного столба для опубликованной характеристики насоса. G думал, что преобразование «футы на голову» вводит в заблуждение, потому что разные жидкости имеют разную плотность. Он думал, что кривая должна отражать перепад давления реальной жидкости с ее уникальным удельным весом. Удельный вес — это плотность жидкости или вес по отношению к равному объему воды.

      Этот спор показывает разницу в образовании и опыте этих двух инженеров.Части обоснования G верны.

      Для простоты и практичности большинство компаний, производящих насосы, разрабатывают кривую производительности нового насоса, устанавливая насос в контур трубопровода с резервуаром для хранения воды из окружающей среды. Инженер-испытатель записывает перепады давления на насосе при различных расходах, регулируемых клапаном. Позже дифференциальное давление преобразуется в футы (или метры) напора в опубликованной кривой производительности.

      Что не просто и не практично, так это растянуть трубу на 800 футов.в небо только для проверки насоса, который развивает напор 800 футов. Напор легко преобразуется в дифференциальное давление, а дифференциальное давление легко преобразуется в напор. Дифференциальное давление в контуре на уровне земли легко измерить, а затем преобразовать в напорное.

      Кроме того, насосы испытываются на воде из окружающей среды. Испытательный стенд может иметь бак на 2000 или 5000 галлонов воды. Насосная компания не будет сливать воду и наполнять резервуар соевым соусом, водкой, серной кислотой или кофейным раствором только для того, чтобы проверить перепад давления на насосе с конкретной жидкостью.Если покупатель указывает удельный вес жидкости, вязкость, температуру и высоту над уровнем моря, насосная компания предоставит сертифицированную кривую, адаптированную к свойствам фактической жидкости.

      В некоторых отраслях промышленности насос определяется по давлению. Например, если давление в паровом котле составляет 20 фунтов на квадратный дюйм, то давление нагнетания насоса питательной воды котла должно быть равно или немного выше 20 фунтов на квадратный дюйм, чтобы подавать больше воды в котел.

      На схеме показана проявочная головка насоса

      Существуют и другие промышленные применения, в которых насос предназначен для подъема жидкости. Например, предположим, что промышленный резервуар возвышается на 40 футов над насосом, и вы хотите использовать насос для заполнения резервуара. Насос должен развивать напор 40 футов, чтобы заполнить этот резервуар.

      В этот момент обоснование G идет наперекосяк, а мнение R верно. Насос, рассчитанный на напор 40 футов, будет поднимать холодную воду на 40 футов. Тот же самый насос поднимет бензин на 40 футов.Тот же насос будет поднимать серную кислоту на 40 футов. Нас не волнует ни название жидкости, ни ее удельный вес. Нам нужно 40 футов. Эти приложения изобилуют в химической промышленности.

      Холодная вода, бензин и серная кислота имеют уникальный удельный вес. Мне не нужен удельный вес, если насос измеряется в футах (или метрах) напора. Мне нужен удельный вес жидкости, если я хочу преобразовать футы напора в давление.

      По определению, «напор» — это мера энергии.Единицами энергии являются футы (или метры). «Давление» — это сила, приложенная к единице площади, например, сила в фунтах, приложенная к квадратному дюйму площади (psi). Плотность жидкости определяет силу.

      Оценка насосов по «футам напора» является стандартом в насосной промышленности по нескольким причинам. Одна из причин заключается в том, что во многих случаях насос предназначен для подъема жидкости. Другая причина в том, что плотность жидкости не является компонентом «напора». Плотность является составной частью давления.

      Есть и другая причина, уходящая корнями в историю. Около 2400 лет назад греческий философ Аристотель предположил, что гравитационное притяжение является функцией массы объекта. Проще говоря, Аристотель сказал, что 10 фунтов. камень будет свободно падать на землю в два раза быстрее, чем 5-фунтовый. рок. 10 фунтов. мяч будет свободно падать на землю в десять раз быстрее, чем 1-фунтовый. мяч. Тогда это казалось логичным. В те дни не было вертолетов, подъемных кранов или высотных зданий. Не было никакого практического способа доказать или опровергнуть теорию Аристотеля.Теория Аристотеля не подвергалась сомнению в течение 2000 лет.

      Затем, в 1589 году, итальянский инженер/астроном/физик Галилей поднял два объекта разного веса на вершину Пизанской башни в Италии. Высота Пизанской башни почти 200 футов. Галилей выпустил объекты вместе. Два объекта вместе упали на Землю и ударились о землю в одно и то же мгновение. Галилей провозгласил, что гравитационное притяжение является константой, не зависящей от массы или веса объекта.

      Галилей продолжил эксперименты и определил, что ускорение свободного падения также является константой.Все объекты движутся к Земле при свободном падении со скоростью 32,16 фута/сек2 (9,8 м/сек2). Эти значения часто появляются в формулах, когда студенты-инженеры изучают гидромеханику в университете.

      Следовательно, если ускорение свободного падения является константой, то ускорение объекта против силы тяжести также является константой. Запуск ракеты в космос соответствует теории Галилея. И поднятие галлона воды, или галлона краски для дома, или галлона апельсинового сока также является постоянным.

      Что это означает для насосов, перекачивающих жидкости? Это означает, что кривая производительности насоса, выраженная в футах или метрах напора, применима ко всем жидкостям.Если я использую термин «футы» (или метры) напора при обсуждении насосов, плотность жидкости не имеет большого значения. Если я обсуждаю насосы, использующие давление (psi), то удельный вес жидкости является составной частью давления.

      Я знаю, о чем ты думаешь. Даже если гравитация постоянна, ДОЛЖНА существовать некоторая наблюдаемая разница между падением двух предметов разного веса с большой высоты или подъемом двух разных жидкостей по трубе. Да, есть разница. Вернемся к Галилею и Пизанской башне.

      Не менее важным, но редко упоминаемым в книгах по истории, является тот факт, что более тяжелый объект требовал пропорционально больших усилий, чтобы подняться на вершину Пизанской башни, по сравнению с более легким объектом. И более тяжелый объект оставил пропорционально большую/глубокую воронку в земле в месте удара.

      Это означает, что лошадиные силы или киловатты должны быть умножены на удельный вес жидкости. Номинальная мощность (BHp или кВт) на большинстве стандартных кривых насосов основана на воде с удельным весом 1.0. 

      Молот и перо

      Галилей добился больших успехов в нашем понимании планетарной гравитации, Солнечной системы и современной техники. Однако на допросе в 1589 году Галилей не смог объяснить: «Если гравитация постоянна, то почему перу или листу, падающему с дерева, требуется так много времени, чтобы достичь земли?»

      В 1589 году не существовало понятия атмосферного давления, давления воздуха, воздушных потоков или трения воздуха. Галилей не мог объяснить, что воздух мешал свободному падению пера на Землю под действием силы тяжести.Эти концепции были исследованы и объяснены столетие спустя Исааком Ньютоном, Блезом Паскалем и Даниэлем Бернулли.

      В 1971 году астронавты Аполлона-15 наконец ответили на вопрос, поставленный перед Галилеем еще в 1589 году. Перейдите на «You Tube» и введите «Эксперимент с молотом и пером Аполлона-15». Вы увидите видео того, что происходит, когда перо и молот вместе падают в отсутствие воздуха на Луну.

      Надеюсь, это ответ на вопрос о «напоре» и «давлении».Если у вас есть какие-либо вопросы о насосах, пожалуйста, оставьте свои запросы в разделе комментариев!

      О Ларри Бахусе

      Многие называют Ларри «Парнем с насосом». Ларри ведет колонку «Парень-насос» в Flow Control Magazine , World Pumps Magazine , Mechanical Technology Magazine , а также для 40 000 подписчиков на ежемесячные информационные бюллетени. Несколько статей The Pump Guy доступны на нашей странице статей. Ларри пишет так же, как говорит. Если вам нравятся статьи, вам понравятся его книги « Знайте и понимайте центробежные насосы » и «Центробежные насосы и все, что вам нужно знать о насосах» , написанные как на английском, так и на испанском языках, («Bombas Centrífugas, y Todo lo que Necesita Saber Sobre Ellas») .Ларри продолжает изобретать продукты, когда он не читает лекции и не консультирует. Как член ASME (Американское общество инженеров-механиков), большая часть продукции Ларри находит применение в гражданском строительстве и машиностроении.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.