Принцип действия центробежного насоса: Устройство и принцип действия центробежных насосов

Устройство и принцип действия центробежных насосов

Центробежный насос состоит из корпуса, имеющего спиральную форму, и расположенного внутри жестко закрепленного колеса, состоящего из двух дисков, с закрепленными между ними лопастями. Они отогнуты от радиального направления в сторону противоположную той, в какую направлено вращение колеса. Соединение насоса с трубопроводами, напорным и всасывающим, производится через патрубки.

Принцип действия центробежных насосов заключается в следующем: в наполненном водой корпусе и всасывающем трубопроводе приводится во вращение рабочее колесо. Возникающая при его вращении центробежная сила приводит к вытеснению воды от центра колеса к его периферийным участкам. Там создается повышенное давление, которое начинает вытеснять жидкость в напорный трубопровод. Понижение давления в центре рабочего колеса вызывает поступление жидкости в насос через всасывающий водопровод. Таким образом осуществляется работа по непрерывной подаче жидкости центробежным насосом.

Центробежные насосы могут иметь одно или несколько рабочих колес, называются они соответственно — одноступенчатыми и многоступенчатыми. Не зависимо от количества рабочих колес, принцип действия центробежного насоса остается тем же — перемещение жидкости вызывает центробежная сила, вызванная вращающимся рабочим колесом.

Осевой насос обустроен таким образом: на втулку, находящуюся внутри корпуса (рабочее колесо) установлено несколько крылообразных, имеющих обтекаемую форму лопастей. Вращение колеса вокруг оси приводит к тому, что укрепленные на нем лопасти создают подъемную силу, которая воздействует на жидкость и приводит к перемещению жидкости вдоль втулки. Вращение втулки осевого насоса производится в трубчатой камере.

У зарубежных пользователей большей популярностью пользуются насосы диагональные, конструкция которых сочетает элементы осевых и центробежных насосов. От центробежных диагональные насосы отличаются углом выхода потока (45 градусов вместо 90). Диагональные насосы обычно имеют вертикальное исполнение (вертикальное расположение вала), что придает им сходство с осевыми насосами.

Центробежные насосы: принцип действия, конструкция, классификация

Принцип действия

Центробежные насосы –  одни из наиболее распространенных машин промышленности. По количеству они уступают только электрическим двигателям. Т.к. электрические двигатели используются для приведения в действие насосов, то, можно сказать, что львиная доля электроэнергии мира расходуется на транспортировку жидкости центробежными насосами.

Центробежные насосы получили своё название от способа, в котором жидкость передаётся энергии.

Когда жидкость подводится к насосу, она соприкасается с вращающимся колесом и выталкивается в напорный патрубок с центробежной силой через полость специальной формы, называемой спиральным кожухом. Все центробежные насосы работают по такому принципу, но среди них могут быть конструктивные различия.

Насос передает кинетическую энергию жидкости. Кинетическая энергия подразумевает скорость жидкости. Скорость – это всего лишь половина уравнения.

Жидкость входит в насос по центру колеса через

Рабочее колесо тянет частички жидкости, поэтому они вращаются при контакте с ними. Жидкость выталкивается наружу колеса с помощью центробежной силы – явление, которое выталкивает прочь любой объект из центра круга к его границам. Вот так жидкость получает кинетическую энергию от колеса.

Поэтому эти насосы называются центробежными.

Количество энергии, передаваемое жидкости зависит от трех факторов: 

• плотности жидкости:
• частоты вращения рабочего колеса:
• диаметра рабочего колеса:

После рабочего колеса жидкость попадает в полость спирального корпуса, откуда попадает в напорный патрубок.

Давление. Насос также должен создавать избыточное давление, чтобы отвечать требованиям системы. Обычно это преодоление гравитации при подъёме жидкости из низшего уровня на высший, и сопротивление трения трубопроводов.

Проще говоря, давление – это возможность выполнить задание. А скорость жидкости – это то, как скоро оно будет выполнено.

Насосы должны превращать динамическое давление в статическое.

По мере прохождения жидкости по спиральному корпусу она замедляется, так как площадь прохода увеличивается, потому что производительность или количество жидкости, перекачиваемое за какое-то время, зависит от двух факторов: первое – это скорость жидкости, второе – размеры полости, через которую она продвигается.

Если поток постоянный, то увеличение проходного сечения ведёт к уменьшению скорости и росту давления. Достигая напорного патрубка, большая часть кинетической энергии превращается в давление. 

Конструкция

Насос – это машина, которая превращает механическую энергию в кинетическую энергию, перекачиваемую жидкость с электро-транспортировки ее из одной точки в другую.

Центробежный насос состоит из двух основных компонентов.

1. Первый – это вращающийся диск с изогнутыми лопастями. Он называется рабочим колесом.
2. Второй – это труба специальной формы, называемая спиральным корпусом, в котором содержится рабочее колесо и транспортная жидкость.

Есть 5 элементов конструкции, которые могут различаться:

• вид колеса;
• вид подшипника;
• расположение корпуса;
• крепление двигателя;
• число ступеней.

Корпус

Он сделан в форме спирали с уменьшающимся радиусом, похожим на раковину улитки. Полость этого корпуса не остается одной и той же везде. Площадь проходного сечения увеличивается при приближении к напорному патрубку.

Там, где заканчивается спиральный корпус и начинается напорный патрубок, есть выступающий клин, называемый водорезом.

Он физически разделяет спиральный корпус и напорный патрубок и гарантирует, что жидкость будет покидать насос, а не просто крутиться по кругу в спиральном корпусе.

Расширяющаяся часть спирального корпуса очень важна, т. к. с помощью неё насос создает давление.

Рабочее колесо

Есть 3 вида рабочих колёс:

• открытые,
• полузакрытые
• закрытые

Самая простая конструкция у открытого колеса, которая состоит из острых, как лезвие, лопастей, равномерно расположенных на втулке.

Большой неограниченный подвод жидкости позволяет этому виду колес транспортировать жидкости содержащие грязь, пыль, осадки, твёрдые примеси, что делает их идеальными для мусорных насосов.

Применяется на водоочистных заводах, где перекачиваются сточные воды для обработки грубых шламов с твердыми примесями. Поэтому он имеет режущие лопатки спереди колеса, чтобы резать очень большие примеси.

Если лопасти размещены на задней пластине, то такое колесо называется полузакрытым.

Если лопасти находятся между двумя пластинами, то оно называется

Закрытые колеса более эффективны, чем полузакрытые и открытые колеса. Потому что поток жидкости идет по строго заданному пути. Значит, больше жидкости выходит из насоса и меньше просто циркулирует внутри колеса.

Их недостаток это то, что они могут легко загрязниться мусором.

Очень популярное заблуждение, будто закрученные лопасти помогают толкать жидкость. Но на самом деле это не то, для чего они предназначены.

Назначение лопаток – это проводить жидкость по наиболее плавному пути. Закрученные назад лопасти помогают стабилизировать условия течения жидкости на высоких скоростях и уменьшить нагрузку на двигатель.

Правильное направление вращения для этого колеса –

Вал и подшипники

Какой бы вид колеса  не применялся, он закреплен на вращающемся валу. Вал должен быть закреплен в корпусе подшипниками одним из 2 способов:

1. Консольно
2. Симметрично

Консольное закрепление

При консольном укреплении вала, рабочее колесо закреплено на одном конце, а подшипники на другом.

Такая конструкция располагает всасывающее и напорное отверстие перпендикулярно друг другу, а всасывающее отверстие – прямо перед центром колеса.

Такие насосы называются насосы с торцевым всасыванием. Они широко распространены из-за своей дешевизны и простоты производства, но они имеют один недостаток, связанный с путём движения жидкости.

Во время работы насоса, создается зона с низким давлением во всасывающем отверстии.

Есть зона повышенного давления на выходе из колеса, из которого жидкость, получившая энергию, попадает в спиральный кожух.   

Жидкость течет к задней пластине в открытых и полуоткрытых колесах, что полностью разрушает баланс  давлений. В результате возникает осевая сила или нагрузка – выталкивающая колесо к всасывающему отверстию.

Это можно компенсировать, устанавливая сильные подшипники или просверлив дырки в пластине колеса для выравнивания давлений. Но это не эффективные способы.

Симметричное крепление

Более действенное решение – расположение вала на подшипниках с двух сторон. Это называется симметричной конструкцией.

Поддержку вала улучшает не только расположения подшипников с двух сторон, но и возможность использовать симметрические закрытые колеса с двойным всасыванием.

Поскольку есть такие же зоны с высоким и низким давлением на обеих сторонах колеса, это успешно устраняет нагрузочные силы, благодаря балансу давлений. Так же эта конструкция имеет иное преимущество. Всасывающее и напорное отверстия расположены параллельно друг другу на противоположных сторонах насоса, и корпус разделён по оси.

Просто открутив болты и сняв крышку, обслуживающий техник может добраться до вращающейся части насоса внутри него без извлечения всего насоса из системы.

Благодаря раздельной осевой конструкции, насосы в симметричном расположении подшипников называют насосами с разборным корпусом.

Всё это, конечно же, очень весомые причины для того чтобы установить в своей шахте такой насос прямо сейчас. Но есть некоторые недостатки. Потому что обслуживающие операции и требования к уплотнению более сложные для насосов с разборным корпусом, чем для насосов с торцевым всасыванием. Они так же более дорогие.

Расположение вала

Центробежные насосы обычно расположены горизонтально. Но иногда вертикально.  

Вертикальные насосы применяются для уменьшения места под установку. Вы можете встретить их на дне скважины или колодца, соединенными длинным-длинным валом с двигателем сверху. Это подводит нас к соединению с двигателем. Обычно электрического.

Тип присоединения вала

Есть 2 способа предать вращения от двигателя к насосу: через муфту или напрямую.

Если насос и двигатель – это две отдельные машины, то они должны быть соединены муфтой.

Муфты бывают разных форм, размеров и исполнений. И одно общее требование к ним – обеспечение правильной целостности валов, иначе без них обеспечение целостности было бы очень изощренным процессом.

Для облегчения и поддержания целостности, двигатель и насос установлены на общей опоре – опорной плите.

Или, в случае с вертикальными установками, двигатель расположен на раме.

Такой вид соединения двигателя и насоса называется муфтовым. Для больших мощных установок и насосов с разборным корпусом соединение через муфту единственно возможное.

Второй способ соединения – прямой. Двигатель и насос находятся на общем валу  с колесом, расположенном консольно на другой стороне вала двигателя. В этом случае установка не требует муфты или сложных процедур по поддержанию целостности.

Тем не менее, из-за того, что двигатель и насос расположены на одном валу, поддерживаемые лишь подшипниками двигателя, этот способ подходит только для маленьких и средних насосов с торцевым всасыванием.

Количество ступеней

Насос классифицируется по количеству ступеней, которое он имеет. Большинство насосов имеет одну ступень с одним рабочим колесом и одним спиральным кожухом. Тем не менее, некоторые насосы имеют дополнительные ступени, соединённые последовательно для увеличения давления.

Суть в том, что одно колесо придает энергию жидкости, а затем направляет его в следующее колесо, которое добавляет еще энергии жидкости, а затем направляет ее к следующему колесу, и так далее, пока, в конце концов, жидкость не попадает в напорный патрубок.

Устройство и принцип работы центробежного насоса

Центробежный насос: принцип работы

Центробежные насосы являются одним из самых распространенных типов оборудования для перекачивания жидкостей (и газов).

С их помощью выкачивают воду из колодцев и скважин, поднимают ее на значительную высоту и предают на большие расстояния по трубам.

Такие насосы перекачивают теплоноситель в системах отопления и технологические жидкости на производствах. Идея использовать центробежную силу для перекачивания жидкостей принадлежит Леонардо да Винчи, первые действующие образцы были созданы французским инженером и ученым Дени Папеном в конце 17 века.

Центробежный насос

Особенности конструкции и принцип действия

Насос состоит из следующих деталей и узлов:

• Источник энергии — электрический (или бензинового) двигатель, смонтированный на одном валу с собственно насосной частью механизма.
• Вал, опирающийся на подшипники.
• Рабочее колесо, на поверхности которого размещены лопатки.
• Корпус с направляющими поток профилями.
• Уплотнения на валу.
• Входной патрубок, находящийся на оси изделия.
• Выходной патрубок, расположенный у внешней стенки корпуса по касательной к нему.

Вспомогательные узлы:

• Входные и выходные шланги или трубопроводы.
• Запорный клапан, не дающий жидкости течь в обратном направлении.
• Фильтр.
• Манометр для измерения давления жидкой среды.
• Датчик сухого хода, отключающий насос при отсутствии жидкости в магистрали.
• Краны и вентили для управления напором.

Принцип действия центробежного насоса несложен:

• При вращении рабочего колеса его лопатки захватывают жидкую среду и увлекают ее за собой
• Центробежные силы, возникающие при вращении жидкости, отжимают ее к внешним стенкам корпуса, где создается избыточное давление
• Давление выталкивает жидкую среду в выходной патрубок
• Под действием разрежения, создающегося в центре насоса, очередная порция жидкости всасывается из приемного патрубка.

Принцип работы центробежного насоса

В конструкцию центробежного насоса могут вноситься изменения и дополнения, направленные на повышение его эффективности и приспособление к конкретной перекачиваемой жидкости.

Преимущества и недостатки

Большая популярность устройства центробежного типа обуславливается его несомненными достоинствами:

• Высокая эффективность.
• Простота конструкции.
• Постоянство характеристик создаваемого потока: скорости и напора.
• Компактность и относительно малый вес.
• Простое техобслуживание. Достаточно общих навыков слесарных работ.
• Высокая надежность, большой срок наработки на отказ.

Кроме достоинств, данному типу гидромашин свойственен ряд недостатков:

• Для запуска необходимо заполнить рабочую камеру жидкой средой. Нарушение этого правила приводит к быстрому износу и выходу из строя.
• Малый напор, создаваемый рабочим колесом.

Функционирование насоса в системе

Чтобы обеспечить эффективное функционирование центробежного устройства, при монтаже приходится предусматривать схему заполнения рабочей камеры водой, через перепускные патрубки или заливные горловины.

Для повышения напора приходится ставить центробежные электронасосы в каскад.

Классификация центробежных насосов

Оборудование различается по способу уплотнения вала, методу соединения рабочего органа с силовым приводом.

Дополнительные различия накладывает тип жидкости, которую перекачивает помпа.

Существуют насосы спирального типа, отводящие жидкость в спиральный лабиринт, в части устройств используется неподвижное колесо с направляющими лопатками для потока жидкости.

Оборудование разделяется по способу установки, малогабаритные помпы допускается монтировать на переносных рамах или крепить внутри корпусов бытовой техники. Конструкции для водоснабжения жилого дома или промышленного объекта размещаются на бетонном основании, в котором заранее расположены анкеры. При монтаже установки под открытым небом предусматривается защитный козырек, предотвращающий попадание атмосферных осадков в корпус мотора.

Области применения

Краткое описание сфер применения насосов центробежного типа:

1. Обеспечение питьевой водой жилых зданий и промышленных помещений. Специальные устройства погружного типа оборудованы контроллером, не допускающим вращения ротора без подачи жидкости.
2. Перекачка нефтепродуктов или иных жидкостей в промышленных условиях или на складах.
3. Подача смеси воды и специального пенообразователя к пожарному стволу. Установки монтируются на шасси пожарных автомобилей, привод осуществляется от основного двигателя через коробку отбора мощности.
4. Обеспечение циркуляции теплоносителя в отопительных системах.
5. Подача воды или моющего раствора в стиральных машинах и посудомоечных установках.
6. Обеспечение напора воды в оросительных установках сельскохозяйственного назначения.
7. Центробежные насосы используются для подачи охлаждающей жидкости в тепловых машинах (например, в двигателях внутреннего сгорания).
8. Заполнение и слив воды из цистерн на грузовых кораблях (балластная нагрузка для обеспечения остойчивости).
9. Перекачивание жидкостей, использующихся при производстве пищевых продуктов.

Принцип работы

Действие центробежного насоса основано на законах гидродинамики, на придании жидкости, поступающей в замкнутый корпус спиралевидной формы, динамического воздействия через вращающиеся лопасти ротора. Эти лопасти имеют сложную форму с изгибом в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Они закреплены между двумя дисками, насаженными на ось, и сообщают динамику жидкости, заполняющей пространство между ними.

Возникающая при этом центробежная сила относит её из центральной части корпуса, расположенной в районе оси вращения рабочего колеса к его периферии, и дальше — в отводящую трубу. В результате действия центробежной силы в центре корпуса создаётся разреженная область пониженного гидравлического давления, которая заполняется новой партией жидкости из подающего патрубка. Необходимый напор в трубопроводе создаётся разницей давлений: атмосферного и внутреннего, в центральной части рабочего колеса. Работа насоса возможна только при полном заполнении корпуса водой, в «сухом» состоянии колесо будет вращаться, но необходимой разницы давления не возникнет и перемещения жидкости из подающего трубопровода не будет.

Устройство

Любой центробежный насос состоит из двух основных узлов: мотор и рабочая камера или проточная часть.

В зависимости от назначения, типа перекачиваемой жидкости конструкция и применяемые материалы могут меняться, но состав основных элементов одинаков:

• двигатель
• спиральный корпус — «улитка»
• рабочее колесо — крыльчатка
• рабочий вал
• уплотнение вала
• подшипник вала
• входной патрубок (фланец)
• выходной патрубок (фланец)

Корпус центробежного насоса может быть монолитным, или разъёмным — для удобства ремонта и ухода за агрегатом. Особые требования к внутренней поверхности корпуса — она должна быть максимально гладкой, все неровности и дефекты затрудняют прохождение жидкости и снижают эффективность работы центробежного насоса.

Отвод жидкости проходит через спиралевидную камеру с расширением к выходу, поэтому такие центробежные насосы часто называют «улиткой». Отводящая камера переходит в патрубок, к которому подсоединяется напорный трубопровод.

Главная деталь лопастного насоса — рабочее колесо-ротор. От него передаётся в перемещаемую жидкую среду механическая энергия вращения вала двигателя. Для повышения эффективности действия центробежного насоса в корпусе могут быть установлены несколько роторов на одном валу. Такой агрегат способен выдавать на выходе высокое давление, и называется многоступенчатым.

По конструкции рабочее колесо может быть открытым или закрытым. Вариант, при котором лопасти закрыты с боков дисками, более эффективен, в нём отсутствуют ненужные перетекания жидкости из одной полости в другую.

Приборы и арматура

Для нормальной работы центробежного насоса нужны дополнительные узлы и приборы:

• Приёмный обратный клапан. Способствует сохранению воды в проточной части, если перекачивается вода — оснащается сеткой для грубой очистки.
• Задвижка на всасывающем патрубке.
• Кран для выпуска воздуха при наполнении водой рабочей камеры.
• Обратный клапан на напорной трубе, препятствующий ходу воды в корпус при работе другого агрегата.
• Задвижка на выходной трубе для запуска и контроля напора воды.
• Вакуумметр, измеряющий степень разрежения на входе в проточную камеру.
• Манометр для измерения напора.
• Предохранительный клапан для защиты от гидроудара.
• Приборы автоматического контроля (комплектуются при работе в составе производственного комплекса оборудования различного назначения).
•  

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Центробежный насос: принцип работы, характеристики, схемы

Центробежные насосы являются одним из самых распространенных типов оборудования для перекачивания жидкостей (и газов). С их помощью выкачивают воду из колодцев и скважин, поднимают ее на значительную высоту и предают на большие расстояния по трубам. Такие насосы перекачивают теплоноситель в системах отопления и технологические жидкости на производствах. Идея использовать центробежную силу для перекачивания жидкостей принадлежит Леонардо да Винчи, первые действующие образцы были созданы французским инженером и ученым Дени Папеном в конце 17 века.

Особенности конструкции и принцип действия

Устройство и принцип действия центробежного насоса принципиально не изменились с 17 века. Насос состоит из следующих деталей и узлов:

• Источник энергии — электрический (или бензинового) двигатель, смонтированный на одном валу с собственно насосной частью механизма.
• Вал, опирающийся на подшипники.
• Рабочее колесо, на поверхности которого размещены лопатки.
• Корпус с направляющими поток профилями.
• Уплотнения на валу.
• Входной патрубок, находящийся на оси изделия.
• Выходной патрубок, расположенный у внешней стенки корпуса по касательной к нему.

Устройство центробежного насоса

Кроме перечисленных основных узлов, насос центробежный комплектуется вспомогательными:

• Входные и выходные шланги или трубопроводы.
• Запорный клапан, не дающий жидкости течь в обратном направлении.
• Фильтр.
• Манометр для измерения давления жидкой среды.
• Датчик сухого хода, отключающий насос при отсутствии жидкости в магистрали.
• Краны и вентили для управления напором.

Принцип действия центробежного насоса несложен:

• При вращении рабочего колеса его лопатки захватывают жидкую среду и увлекают ее за собой
• Центробежные силы, возникающие при вращении жидкости, отжимают ее к внешним стенкам корпуса, где создается избыточное давление
• Давление выталкивает жидкую среду в выходной патрубок
• Под действием разрежения, создающегося в центре насоса, очередная порция жидкости всасывается из приемного патрубка.

Принцип работы центробежного насоса

В конструкцию центробежного насоса могут вноситься изменения и дополнения, направленные на повышение его эффективности и приспособление к конкретной перекачиваемой жидкости.

Преимущества и недостатки

Большая популярность устройства центробежного типа обуславливается его несомненными достоинствами:

• Высокая эффективность.
• Простота конструкции.
• Постоянство характеристик создаваемого потока: скорости и напора.
• Компактность и относительно малый вес.
• Простое техобслуживание. Достаточно общих навыков слесарных работ.
• Высокая надежность, большой срок наработки на отказ.

Кроме достоинств, данному типу гидромашин свойственен ряд недостатков:

• Для запуска необходимо заполнить рабочую камеру жидкой средой. Нарушение этого правила приводит к быстрому износу и выходу из строя.
• Малый напор, создаваемый рабочим колесом.

Функционирование насоса в системе

Чтобы обеспечить эффективное функционирование центробежного устройства, при монтаже приходится предусматривать схему заполнения рабочей камеры водой, через перепускные патрубки или заливные горловины.

Для повышения напора приходится ставить центробежные электронасосы в каскад.

Классификация

Рынок полон предложений самых разнообразных моделей центробежных систем. Основные типы центробежных насосов представлены в следующей классификации:

• По параметрам потока:
  • большого напора;
  • большой подачи;
  • загрязненных сред;
• По типу агрегата:
  • консольные;
  • двухстороннего входа;
  • многоступенчатые;
• По типу привода:
  • электродвигатель;
  • двигатель внутреннего сгорания;
  • ручной;
• По типу всасывания:
  • самовсасывающие;
  • эжекторные;
  • инжекторные;
• По степени автоматизации управления:
  • ручное;
  • полуавтоматическое;
  • автоматическое;
• По мобильности:
  • стационарные;
  • передвижные.

Классификация центробежных насосов

Кроме того, по месту установки относительно уровня жидкости в емкости различают

• поверхностные;
• погружные.

В быту применяются в основном одноступенчатые центробежные насосы.

Сферы применения

Трудно сегодня найти отрасль быта или промышленности, в которой использовались бы жидкие среды и не применялись центробежные насосы. Самыми популярными областями применения стали:

• Водоснабжение всех уровней и масштабов — от водозаборных станций до промышленных предприятий и от жилых домов до станций очистки стоков.
• Перекачка технологических жидкостей на промышленных установках и между объектами производства.
• Циркуляция теплоносителя в системах отопления, централизованных или локальных.
• Циркуляция воды в стиральных и посудомоечных машинах.
• Орошение сельскохозяйственных посадок.
• Подача воды в поилки и перекачивание молока на продуктивных фермах.
• Циркуляция антифриза в системе охлаждения автомобильного двигателя и климатических установках.
• Заполнение и осушение балластных цистерн на надводных судах и подводных лодках.
• Транспортировка сырья на предприятиях пищевой промышленности и при массовом производстве напитков.

Центробежные насосы в промышленности

Использование центробежного насоса в садоводстве

Циркуляционные насосы применяются везде, где используются жидкости и не требуется сверхвысокий напор или усилие всасывания. Для специальных приложений служат устройства других типов — вибрационные, роторные, поршневые или индукционные.

Как правильно выбрать центробежный насос

Чтобы правильно выбрать устройство, начинать лучше не с обзоров и рейтингов и уж тем более не с пафосных рассказов продавцов консультантов. Они знают все о своих агрегатах, но ничего — о ваших потребностях. Эти потребности следует определить, измерить или оценить и зафиксировать, лучше всего — записать. Итак:

• Назначение приобретаемого агрегата
  • Полив садового участка.
  • Откачка воды из подвала.
  • Подача воды из скважины.
  • Что-либо еще.
• Место установки — поверхностное или погружное. Этот параметр часто определяется уже в процессе консультации и покупки.
• Высота от места установки до зеркала воды для определения всасывающего усилия.
• Высота от места установки до самой высокой точки водоразбора и расстояние по горизонтали от скважины (колодца, емкости) до места установки для определения напора.
• Потребность (в кубометрах в час и в кубометрах в день) для подбора системы достаточной производительности и ресурса.
• Стабильность электропитания в месте установки для определения необходимости в приобретении стабилизатора напряжения. Многие системы автоматики стабильно работают только в определенном диапазоне напряжения.
• Допустимое энергопотребление для определения мощности двигателя.
• Бюджет, минимальный и максимальный.

И вот с этой бумажкой можно смело атаковать продавца-консультанта. Теперь, вместо того, чтобы продать вам самую дорогую систему, он будет вовлечен в процесс осмысленного выбора оптимального варианта.

Подготовка к работе

В отличие от вибрационных насосов, не требующих для начала работы заполнения всей рабочей камеры жидкой средой, центробежный не сможет начать перекачку «на сухую». Параметры упругости воздуха сильно отличаются орт параметров воды, и ротор будет просто крутиться вхолостую, не создавая требуемого разряжения. Это приведет к перегреву и преждевременному износу устройства вплоть до выхода его из строя.

Схемы заполнения насосов

Эту техническую проблему решают различными способами

Заливка воды из трубопровода

Способ применяется для стационарных систем водоснабжения с фиксированным расположением трубопроводов. Схему постоянно работающего водоснабжения строят таким образом, чтобы центробежный насос находился в нижней точке, и выше его по уровню всегда были заполненные водой трубы. На всасывающем трубопроводе ставят обратный клапан, препятствующий вытеканию воды обратно в колодец, скважину или емкость. Такую систему надо заполнить водой только при первом старте, все последующие будут происходить в «мокром» режиме.

Если система используется эпизодически или обратный клапан, по каким – либо причинам установить не удается, применяют другие способы. Обвязку насоса монтируют таким образом, чтобы иметь возможность подать воду из трубопровода в обратную сторону, до заполнения рабочей камеры и всасывающего трубопровода. Воздух при этом выпускают через односторонний воздушный клапан. Как только свист воздуха из него прекратится и появится вода — значит, система заполнена и можно включать насос.

Для заливки из трубопровода высокого давления используют понижающий давление эжектор. Заливка также производится до момента появления жидкости.

Еще один способ применяют на крупных насосных станциях высокой степени автоматизации. Там для откачки воздуха используют вакуумный насос, и после заполнения рабочей камеры и срабатывания датчика наличия воды автоматика запускает установку.

Заливка воды из резервуара

Если в трубопроводе нет воды, то ее заливают из временно или постоянно присоединенного к выходному патрубку резервуара, снабженного вентилем. В стационарных системах резервуар монтируют постоянно, перед пуском вентиль открывают, и вода заполняет рабочую камеру и подающий трубопровод. Осуществляют запуск насоса. Убедившись в успешном запуске по ровному низкому звуку его работы, вентиль закрывают.

Схема заливки насоса из резервуара

Мобильные системы, например, садовые насосы или насосы для систем фильтрации надувных бассейнов, заполняют из ведра или лейки, отвинтив крышку фильтра грубой очистки до тех пор, пока не перестанут выходить пузырьки воздуха и не покажется зеркало воды. Далее крышку закрывают и запускают прибор.

Эксплуатация и ремонт

Весной техники в окружающем нас мире пока не создано, и центробежные насосы также подвержены неисправностям. Благодаря простоте устройства перечень их короток.

Главная причина неисправности устройства — это работа без воды.

К выходу из строя электродвигателя также могут привести броски напряжения в питающей электросети.

Если внимательно следить за этими факторами риска — прибор успешно отработает не только гарантийный срок, но будет работать на вас еще долгое время.

Еще один фактор риска — это загрязнение рабочей камеры при перекачке грязной воды, например, из канавы. Трава и другой мусор могут намотаться на лопатки, препятствуя их вращению. Если камера выполнена разборной, то можно аккуратно снять часть корпуса и вытащить мешающий мусор. После этого насос, как правило, продолжает работать, только следует подумать об установке фильтра на входе.

Ремонт центробежного насоса

С более серьезным техническим обслуживанием и ремонтом неполадками, особенно связанными с разборкой герметичного корпуса электродвигателя у погружных насосов, лучше обращаться в ремонтную мастерскую. Вряд ли вам удастся самостоятельно восстановить герметичность и избежать пробоя напряжения на корпус или в воду, а это чревато серьезным риском для жизни.

Назначение, устройство, принцип работы центробежного насоса — Студопедия

Что представляет собой центробежный насос? Центробежный насос (см.рис. 27) представляет собой улиткообразный корпус, в котором на оси с числом оборотов 500—3000 в мин. быстро вращается лопастное рабочее колесо. Поступающая по всасывающей линии через боковое отверстие (патрубок) вода захватывается лопатками, приводится во вращательное движение и благодаря развивающейся центробежной силе выбрасывается (гонится) из корпуса насоса по нагнетательной линии с определенной скоростью и определенным давлением.

Одновременно с ним через всасывающие трубы поступают новые порции воды и таким образом получается непрерывная подача воды. Расположение всасывающих и нагнетательных отростков (патрубков) может быть различным. Насос может иметь впуск воды не только с одной стороны колеса, но и с обеих его сторон, тогда получается насос с двусторонним впуском воды.

Рис. 27. Центробежный насос:

1 — корпус;

2 — манометр на нагнетательном трубопроводе;

3 — краник для заливки насоса;

4 — манометр на всасывающем трубопроводе;

5 — лопастное колесо.

Центробежные насосы делятся:

— по числу колес: одноколесные или одноступенчатые, многоколесные или многоступенчатые;

по создаваемому напору:

а) низконапорные — с напором до 20 мм. вод. ст.;

б) средненапорные — с напором 20-60 мм.вод.ст.;

в) высоконапорные — с напором более 60 мм.вод.ст.;

по способу разъема корпуса:

а) с горизонтальным разъемом;

б) с вертикальным разъемом;

по способу подвода воды к колесу:

а) с односторонним подводом жидкости;

б) с двухсторонним подводом жидкости.

Консольные центробежные насосы изготовляются двух модификаций:

К — с горизонтальным валом на отдельной стойке; КМ — с горизонтальным валом, моноблочные, с электродвигателем. Насосы типа К и КМ предназначен, для перекачивания воды, а также других жидкостей, схожих с водой по удельному весу и вязкости, с температурой до 85°С и содержимым механических примесей размером до 0,2 мм в количестве не более 0,1% по объему.

Как подразделяются центробежные насосы в зависимости от высоты подъема воды? В зависимости от высоты подъема воды насосы (условно) разделяются на три группы: низкого давления, подающие воду на высоту примерно до 15 м; среднего давления для подачи на высоту примерно 35-40 м и высокого давления, поднимающие воду на большие высоты. Центробежные насосы высокого давления изготовляют обычно многоколесными — многоступенчатыми, т. е. несколько рабочих колес расположены в одном корпусе последовательно одно за другим и окружены направляющими аппаратами. Вода через всасывающую трубу поступает в первое колесо, увлекается им, по отводному каналу идет во второе колесо и т. д., пока не попадает в нагнетательный патрубок.

Отчего зависит производительность центробежного насоса? Производительность центробежного насоса зависит от частоты вращения лопастного колеса и прямопропорциональна частоте вращения. Если обозначить производительность через букву Q , а частоту вращения лопастного колеса через букву n, то можно Записать

Q₁ / Q₂ = n₁ / n_2; Q₂ / Q₃ = n₂ / n₃  и т.д.

Таким образом, при увеличении числа оборотов насоса в два раза количество подаваемой им воды также увеличивается вдвое; при увеличении числа оборотов втрое количество подаваемой воды увеличивается в З раза и т. д.

Какую арматуру и контрольно-измерительные приборы устанавливают на центробежном насосе? На центробежном насосе, как правило, на всасывающей линии устанавливают приемный клапан и запорное устройство; на нагнетательной линии — обратный клапан и запорное устройство, а также вентиль для залива насоса водой перед его пуском и манометр.

Каков порядок пуска центробежного насоса? Порядок пуска центробежного насоса следующий: осмотреть насос, проверить наличие масла в подшипниках, далее насос и приемную линию залить водой (если он работает на всасывание), после чего проверить задвижку на напорном трубопроводе. Если задвижка на напорном трубопроводе открыта, то перед пуском ее следует закрыть, так как пуск насоса производится при закрытой задвижке.

Далее необходимо проверить уровень масла в подшипниках, в случае надобности масло долить. Затем включить насос в работу. Когда насос наберет нормальное число оборотов, медленно открыть задвижку на нагнетательной линии. При остановке центробежного насоса необходимо в начале закрыть запорное устройство (задвижку на нагнетательной линии), а затем выключить электродвигатель, вращающий его.

За чем следят во время работы центробежного насоса? Во время работы центробежного насоса следят за показаниями манометра, установленного на нагнетательной линии; за состоянием подшипников насоса; за показаниями амперметра электродвигателя; проверяют состояние сальников насоса, в случае необходимости слегка их осторожно подтягивают.

Центробежный Насос: Устройство и Принцип Действия

Принцип действия центробежных насосов

Принцип действия центробежных насосов целиком построен на законах физики. Работа происходит при возникновении центробежной силы, появление которой обусловлено действием лопастей колеса на жидкость.
Что бы правильно понять, где применяется данный насос и что он может качественно делать, надо знать устройство насоса центробежного. С эти мы сегодня ознакомимся. Также видео в этой статье покажет весь принцип его работы наглядно.

Работа и устройство

Чтобы понять работу данного механизма надо знать из чего состоит центробежный насос. Так же понять его принцип работы.
После этого вы сможете подобрать его именно для нужной работы. После этого и можно будет установить его своими руками. Посмотрев фото вы все поймете без проблем.

Основные узлы и элементы

Устройство и принцип действия центробежного насоса происходит в результате согласованных действий всех механизмов. Они состоят из корпуса в виде спирали и рабочего колеса, расположенного внутри корпуса и крепится на валу шпонкой.

Устройство центробежного насоса насоса

 Итак:

• Валик вращается непосредственно в подшипниках. А сальники служат в целях создания уплотнения прохода отверстия в том месте где внутри корпуса находится местоположение вала.
• Посредством всасывающего патрубка жидкость попадает прямо в насосный корпус, и ее подача направляется в средину рабочего колеса, которое продолжает беспрерывно вращаться.
• Из-за действия лопастей продолжается движение вещества и от центровой части колеса отскакивает в сторону и достигает таким образом спиральной части насосного корпуса, это что касается именно спиральных насосов.
• Далее перемещение вещества происходит в рамках напорного трубопровода через нагнетающий патрубок.

Внимание: Таким образом происходит воздействие лопастей на молекулярный состав воды, что служит причиной, по которой созданная кинетическая энергия двигателя переходит в напор жидкости с определенной скоростью из-за оказываемого на нее давления.

• Созданный насосом напор жидкостной струи измеряется в определенных единицах – метрах столба перекачиваемого вещества. Из – за происхождения разрежения перед колесными лопастями происходит всасывание жидкости.
• Выпуклость формы лопасти предполагает обеспечение усиления жидкостного напора и повышает качество отекания, а рабочее колесо вращается при этом в направлении нагнетания той стороной лопастей, которая выпуклая.

Принцип работы

При центробежных насосах обычно имеется арматура и некоторые приборы:

• Оснащенный сеткой обратный приемный клапан, выполняющий сдерживающую функцию воды именно в корпусном насосном патрубке (всасывающем) при совершении процедуры заливки перед активированием.
• Наличие сетки необходимо для фильтрации взвесей, которые находятся в воде.
• Далее идет задвижка. Существование вакуумметра функционирует, определяя показатели разрежения на той стороне, где происходит всасывание. Его местоположение определено в промежутке между задвижкой и корпусом.
• На самом верху корпуса центробежного насоса для того, чтобы была возможность выпустить воздух в конструкции имеет место наличие специального крана.

Внимание: В свою очередь обратный клапан не позволяет воде при возникновении такой ситуации перетекать в обратном направлении по центробежному насосу и находится на напорном трубопроводе.

• На напорном трубопроводе находит свое месторасположение и задвижка, обеспечивая сразу несколько функций – это и сам запуск процесса, и его приостановка, и кроме того контролирующая функция за непосредственно за мощностью напора, который создается за счет работы центробежного насоса.
• Такой прибор как манометр в данном случае измеряет напор жидкости, созданный центробежным насосом. Его расположение находит свое место на насосном напорном патрубке.
• Здесь предусмотрен и обратный предохранительный клапан, который защищает центробежный насос от ударов гидравлики. Расположение предохранительного клапана находит свое место прямо на напорном патрубке за задвижкой для обеспечения защиты насоса.
• Предусмотрен так – же и прибор для залива самого агрегата с разнообразными автоматическими приборами.

Работа центробежного насоса

Наличие образования центробежной силы и заложен весь смысл работы или действия центробежного насоса:

• Она образовывается непосредственно в самом насосном корпусе, когда насос работает путем вращения рабочего колеса.
• На вал насоса садится рабочее колесо при помощи шпоночного соединителя, а от вала идет передача кручения, развивающегося насосным приводом.
• Сам электрический двигатель(см.Центробежный насос с электродвигателем: рассмотрим как работает) соединен с насосным валом с помощью муфты, упругой по своему строению.

Внимание: Необходимо отметить, что самыми востребованными и популярными насосами, которые используются в целях перекачки воды и другой жидкости являются именно центробежные насосы различных видов.

• Привести их в действие возможно только соблюдая условие заполнения жидкостью корпуса агрегата.
• Такие насосы выполняют свою функцию, когда на них действует центробежная сила, вызываемая вращение рабочего колеса.
• Сам корпус центробежного насоса вмещает то одного до нескольких колес, прочно зафиксированных к валу. Колеса в обязательном порядке оснащены выпуклыми лопастями и соединяют по два диска.
• Посредством всасывающего патрубка идет поступление жидкости. Когда активируется агрегат запуск колеса происходит при помощи вала, соединенного с электроприводом.
• Постепенно захватываемая вода отходит от центральной части к боковым частям колеса. А увеличение центробежной силы помогает переместиться жидкости к нагнетательному трубопроводу с помощью, указывающей направление камеры.
  Таким образом идет увеличение давления между лопастями одновременно с освобождающимся пространством. Это и дает возможность некоторому следующему количеству проникать из водопровода.
• Во всасывающем патрубке имеется встроенный фильтр, не позволяющий мусору и взвесям попадать в насосный корпус. Что касается одноступенчатости и многоступенчатости насосных агрегатов, то принцип их действия абсолютно ничем не разница.
  Отличительной особенностью является лишь то, что при наличии нескольких колес рост давления происходит в каждом следующем.

Центробежный насос устройство и принцип действия подразделяются по своим преимуществам на функциональные и конструктивные. Сравнительно невысокие расценки центробежных насосов обусловлены дешевизной материалов, из которых они изготавливаются.
Это преимущественно сталь, полимеры и чугун. При покупке должна быть изучена инструкция, они бывают довольно разных параметров, от этого и зависит их цена. При покупке стоит отдать предпочтение проверенным брендам, а не гнаться за дешевыми вариантами. В этом случае   вы просто потеряете в качестве.

Автор статьи:

Admin

Как устроен центробежный насос — основные характеристики. Жми!

Построив свой загородный дом, каждый человек, прежде всего, задумывается о том, чтобы оптимальным способом подвести магистрали электричества и водоснабжения.

Но часто возникает ситуация, когда коттедж расположен весьма далеко от всех инженерных коммуникаций. В таких случаях владельцы задумываются об альтернативных источниках электроэнергии и водоснабжения.

Одним из альтернативных источников водоснабжения является забор воды из скважины или водоема. И вот здесь как раз не обойтись без насосного оборудования, оптимальным вариантом которого являются центробежные насосы.

Поэтому целью нашей статьи будет исчерпывающая информация о том, что собой представляют центробежные насосы, какие они имеют характеристики, а также расскажем, как изготовить своими руками этот вид насосных агрегатов.

Назначение

Иначе говоря, центробежный насос являются основным элементом автономной системы водоснабжения.

Благодаря уникальной конструкции и эффективному функционированию, насосное оборудование этого типа нашло свое применение в следующих сферах жизнедеятельности:

• центробежные насосы для воды являются оптимальным вариантом организации технического водоснабжения на предприятиях;
• в промышленности агрегаты эффективно используют для перемещения всевозможных жидкостей и растворов между объектами производства;
• в сельском хозяйстве насосы этого вида широко применяются для подачи воды на животноводческие фермы, а также их используют для организации полива растений;
• коммунальное водоснабжение городов исключительно функционирует благодаря центробежным агрегатам;
• в частном секторе насосное оборудование этого вида является незаменимым элементом организации водоснабжения дачного участка.

Зная широкую сферу применения центробежных насосов, любопытный читатель вполне резонно может задать логичный вопрос: а как же работают агрегаты этого вида? В чем заключается уникальность их эксплуатации?

Чтобы ответить на эти вопросы и понять принцип действия центробежных агрегатов, прежде всего, необходимо знать, из каких конструктивных элементов они состоят.

Как устроены

Конструкция насосного агрегата этого вида состоит из следующих основных элементов:

• корпус, который, как правило, выполнен в форме улитки;
• Устройство центробежного насоса. (для увеличения нажмите)электродвигатель, который является приводом, и соединяется с корпусом насоса посредством муфты;
• рабочее колесо представлено в виде крыльчатки, иначе говоря, это диск с лопастями;
• вал агрегата;
• сальники;
• подшипники;
• уплотняющие кольца.

Помимо этого, центробежный насос может быть укомплектован дополнительными узлами, к перечню которых можно отнести:

• напорный шланг;
• всасывающий шланг;
• обратный клапан, в котором размещена сетка для фильтрации поступающего потока воды;
• вакуумметр, который предназначен для контроля разряженности воздуха в системе насоса;
• манометр, который контролирует мощность создаваемого водного потока;
• запорная арматура, позволяющая контролировать поступление и вывод воды из насоса.

Зная теперь основные узлы центробежного насоса, можно смело поговорить о том, как работает этот агрегат.

Принцип работы

Название агрегата этого вида образованно из двух слов: «центр» и «бег».

Поэтому принцип действия центробежного насоса заключается в следующих важных моментах:

• корпус агрегата наполняется водой посредством использования всасывающего шланга;
• от поступления воды приходит в движение рабочая крыльчатка;
• при движении рабочего колеса возникает центробежная сила, которая отталкивает воду от центра по бокам;
• в результате возникает высокое давление, выталкивающее воду из корпуса насоса в напорный трубопровод;
• когда создается повышенное напор воды в подающем шланге, в это время в центре рабочего колеса давление заметно снижается, что в свою очередь, способствует подаче новой порции жидкости.

Циклические действия по вышеуказанному способу, по сути, и представляют собой принцип действия центробежного насоса.

Рабочие свойства

Немаловажным является тот факт, что при выборе центробежного насоса, в первую очередь, стоит обращать внимание на ряд технических характеристик агрегата, которые заключаются в следующих важных моментах:

• коэффициент полезного действия, который характеризирует эффективность центробежного насоса;
• высота забора воды представляет собой численное значение расстояния между корпусом агрегата и нижним уровнем, с которого происходит подача жидкости;
• показатель подачи воды указывает на объем жидкости, которую подает агрегат за определенную единицу времени;
• напор насоса представляет собой не что иное, как разницу давления поступающей в агрегат воды и, соответственно, выходящей из нее;
• гидравлический показатель представляет собой характеристику снижения напора при подаче воды по магистралям;
• мощность, которая передается на центральный вал центробежного насоса;
• максимальное давление агрегата представляет собой наибольший показатель, при котором оборудование бесперебойно может работать;
• показатель энергеэффективности характеризирует количество энергии, которая затрачена на перекачку определенного объема воды.

Как сделать своими руками

Но не стоит отчаиваться потому, что существует множество альтернативных способов изготовления центробежного насоса, которые основаны на принципе центробежной подачи воды. В качестве примера приведем одну из многих технологий изготовления центробежного насоса своими руками.

Для этого вам потребуется:

• корпус цилиндрического вида;
• вал, на котором расположено рабочее колесо с лопастями.

Порядок же выполнения работ заключается в следующем:

• указанный вал необходимо расположить внутри корпуса устройства;
• необходимо придумать способ подачи воды к агрегату.

Таким образом, поступающая жидкость заставит крутить рабочее колесо, что, в свою очередь, способствует возникновению центробежной силы, которая и создаст необходимый напор воды.

Плюсы и минусы

К числу преимуществ использования центробежного насоса можно отнести следующие важные моменты:

• высокий уровень производительности;
• с помощью центробежного агрегата можно осуществить равномерную подачу воды;
• небольшие габаритные размеры, иначе говоря, компактность изделия;
• простота в обслуживании;
• достаточно длительный период эксплуатации оборудования этого вида.

Среди недостатков можно отметить следующие моменты:

• центробежный насос не всасывает сначала сам воду, для его запуска необходимо провести заливку жидкости в корпус агрегата;
• как правило, насосы этого вида выдают не очень сильный напор, а чтобы повысить этот показатель необходимо использования многоступенчатых агрегатов этого вида.

Как видим, недостатки центробежных насосов вполне можно снивелировать, главное, внимательно подходить к обслуживанию оборудования этого вида.

Таким образом, в этой статье мы максимально подробно дали пояснение того, что собой представляет центробежный насос. Надеемся, что изложенная информация станет для вас достаточно полезным информативным материалом.

Смотрите интересное видео, в котором пользователь на примере изготовления центробежного насоса своими руками наглядно показывает его устройство и принцип действия:

Принцип работы и характеристики центробежных насосов

Домашняя страница || Судовые насосы ||

Принцип работы и характеристики центробежных насосов

Вращение рабочего колеса центробежного насоса (рис. 1) заставляет жидкость, которая в нем содержится, перемещаться от центра к периферии рабочего колеса. Вращающаяся жидкость приводится в движение центробежным эффектом.Его можно выдвигать в кожух по периферии рабочего колеса только в том случае, если другая жидкость в кожухе может вытесняться. Вытесненной жидкости при переходе от корпуса к напорной трубе, вызывает поток в нагнетательной стороне системы. Жидкость в рабочем колесе и корпусе центробежного насоса также важна для его работы.

При выдвижении под действием центробежного эффекта он понижает давление в центре, куда всасывающая или подающая труба подает перекачиваемую жидкость.Движущаяся жидкость действует так же, как поршень возвратно-поступательного насоса на такте всасывания. При условии, что центробежный насос изначально заполнен жидкостью и этот поток поддерживается, такт всасывания будет продолжаться. Если в таком пурпе изначально нет жидкости, это как будто отсутствует существенная часть.

Рис. 1: Центробежное рабочее колесо

Насос со спиральным корпусом (Рис. 2) получил свое название из-за формы корпуса. Целью спиральной камеры является постепенное снижение скорости воды после того, как она покидает рабочее колесо, и таким образом преобразование части ее кинетической энергии в энергию давления.Для общих целей обычно используется спиральный насос.

Рисунок 2: Типы центробежных насосов (Hamworthy Engineering Ltd)

Диффузорный насос (Рисунок 2) назван так из-за кольца направляющих каналов вокруг рабочего колеса. Конструкция используется для высокого давления как в питательных насосах многоступенчатых котлов. Проходы диффузора способны преобразовывать большее количество кинетической энергии жидкости, покидающей рабочее колесо, в энергию давления.

Одноступенчатый диффузорный насос способен подавать намного больший напор, чем обычный спиральный насос.Термин турбинный насос иногда используется для описания диффузорного насоса. Многоступенчатые глубинные насосы для наливных наливных грузов можно отнести к турбинным насосам. Регенеративный насос (рис. 2) используется там, где требуется относительно высокое давление и небольшая производительность.

Характеристики нагнетания центробежного насоса

Из математического рассмотрения действия центробежного насоса можно показать, что теоретическая зависимость между напором H и пропускной способностью Q представляет собой прямую линию (рисунок 3) с минимальным пропускная способность при максимальном напоре.Из-за потерь от ударов и вихрей, вызванных лопастью крыльчатки толщина и другие механические факторы будут иметь некоторую потерю напора, которая немного увеличивается с пропускной способностью.

Рисунок 3: Отображение действия центробежного насоса математическим соотношением {Hamworthy Engineering Ltd.)

Эти потери вместе с потерями на трение из-за контакта жидкости с корпусом насоса и впуском, а также ударными потерями дают фактическую кривую H / Q показано на рисунке. Форма этой кривой показывает характеристику нагнетания, которая меняется в зависимости от конструкции и характеристик конкретного насоса.

Характеристика нагнетания для типа насоса получается путем измерения производительности (Q) путем увеличения напора (H) во время испытания на постоянной скорости. Фактическая характеристика нагнетания предоставляет важную информацию для проектировщика насосной системы; это также объясняет, почему производительность центробежного насоса изменяется в зависимости от напора нагнетания или противодавления.

Низкая скорость разгрузки центробежным грузовым насосом может быть объяснена увеличением напора из-за сужения или очень длинной сливной трубы, высокой вязкости жидкости, сброса в резервуар, расположенный на высоком уровне, или даже частично открытого клапана на линии нагнетания.

В зависимости от области применения центробежные насосы могут быть спроектированы с относительно плоскими кривыми H / Q или, если требуется, кривая может быть крутой, чтобы обеспечить относительно большой запорный напор.

Из рисунка 3 и кривой мощности HP / Q следует, что эта минимальная мощность потребляется насосом при отсутствии потока и при максимальном напоре на выходе. Это равносильно закрытию нагнетательного клапана. Поскольку максимальное давление при закрытом нагнетательном патрубке лишь умеренно превышает рабочее давление, предохранительный клапан не требуется для центробежного насоса.Следует отметить, что кривая эффективности насоса является выпуклой, что означает, что максимальная эффективность достигается в точке где-то между максимальным и минимальным напором нагнетания и условиями производительности.

В случае насоса с регулируемой скоростью: 1 Напор зависит от скорости в квадрате. 2 Емкость напрямую зависит от скорости. 3 Мощность изменяется как куб скорости, так как это функция напора и мощности.

В случае насоса постоянной скорости: 1 Напор изменяется как квадрат диаметра.2 Вместимость зависит от диаметра. 3 Мощность зависит от диаметра куба.

Если напор в данной установке известен, для расчета необходимой скорости насоса можно использовать следующую формулу: N-95 2 N ~ ~ D где: N = об / мин, D = диаметр рабочего колеса по концам лопастей в м, H общий напор в м, C = постоянный. Насосы и насосное 149 Значение C значительно варьируется в зависимости от формы насоса, но обычно составляет от 1,05 до 1,2; более высокое значение берется для насосов, работающих значительно за пределы своей нормальной нагрузки, или для насосов с рабочими колесами, имеющими небольшой угол наклона,

Центробежные насосы — уход

Запрещается эксплуатировать центробежный питательный насос, если он не заполнен полностью.Перед запуском необходимо заполнить корпус насоса, всасывающий патрубок и патрубок. на выпускной запорный клапан также должна быть полным. Если жидкость поступает во всасывающий патрубок насоса самотеком, заливка обычно не требуется, и насос останется заполненным жидкостью при отключении. Для первоначальной заливки насоса или насоса, который был заполнен воздухом, откройте небольшой воздушный кран в верхней части корпуса насоса, чтобы выпустить воздух, и закройте его, когда жидкость начнет течь.

Если насос работает с высотой всасывания, он может быть заправлен либо от независимого источника, например, путем открытия забора забортной воды балластного насоса, либо с помощью вытяжного устройства или системы заливки, которая откачивает воздух из насос и всасывающий трубопровод.Нагнетательный клапан остается закрытым при заливке насоса.

Рисунок: Двухступенчатый центробежный насос

Ниже приведены некоторые основные процедуры судовых насосов и насосной системы на борту :

1. Осевые насосы

Насос с осевым потоком — это насос, в котором винтовой пропеллер используется для увеличения давления, вызывая осевое ускорение жидкости внутри его лопастей. Случайное вращение, сообщаемое жидкости, преобразуется в прямолинейное осевое движение выпускными направляющими лопатками соответствующей формы…..
2. центробежные насосы

Вращение рабочего колеса центробежного насоса заставляет содержащуюся в нем жидкость перемещаться наружу от центра за пределы окружности рабочего колеса. Вращающаяся жидкость приводится в движение центробежным эффектом …..
3. Центробежный насос кавитационный

Благодаря своей самовсасывающей способности поршневые поршневые насосы широко используются для смазывания маслом. Эта практика полностью удовлетворительна в установках, где скорость насоса является переменной, но когда насос приводится в движение с постоянной скоростью a.c. двигателя необходимо организовать байпас, который можно закрыть для увеличения потока. ….
4. Шестеренчатые насосы

Системы смазки дизельных двигателей и коробок передач обычно поставляются с редуктором. насосы с независимым приводом для больших тихоходных двигателей и дежурный режим, но обычно для двигателей средней и высокой частоты вращения с приводом от вала. Шестеренные насосы также используются для перекачки топлива и масла, в системах сжигания котлов. и другие функции …..
5. Общие характеристики насосной системы

Насос делит свою систему трубопроводов на две отдельные части, каждая из которых имеет разные характеристики.Это стороны всасывания и нагнетания. На стороне всасывания падение давления, которое может создать насос, ограничивается падением давления почти идеальный вакуум. На стороне нагнетания теоретически нет предела высота, на которую может подниматься жидкость …..
6. Насосы общего назначения

Односторонние насосы общего назначения используются для циркуляции соленой и пресной воды, а также для трюмных и балластных операций. Рабочее колесо подвешено к валу без нижней опоры…..
7. Лопастные насосы

Лопастные насосы производства Stothert и Pitt имеют внутреннюю и внешнюю элементы, которые вращаются в заменяемой гильзе, установленной в корпусе насоса. Внутренний ротор эксцентричен по отношению к внешнему и прикреплен к валу, расположенному подшипниками в крышки насосов ….
8. Строительство судовых насосов

Судовые насосы обычно устанавливаются с вертикальным валом и двигателем над насосом. Это позволяет расположить насос как можно ниже для достижения наилучшего NPSH, занимает минимум места по горизонтали и защищает электродвигатель от утечек сальников и других утечек…..
9. Насосы эрозионные

Насос, работающий с жидкостями, содержащими абразивы, подвергнется эрозии на всех внутренних поверхностях, включая подшипники и уплотнения вала. Циркуляционные насосы морской воды судов, работающих в водах, содержащих большое количество ила и песка. требуют частой замены уплотнений вала или набивки, а также втулок вала в месте сальника и подшипников …..
10. Поршневой насос

Поршневые насосы прямого вытеснения имеют небольшие зазоры между движущимися запчасти для их эффективной работы.Чрезмерный износ или эрозия деталей из-за фрикционный контакт или присутствие абразивов можно избежать за счет использования этого типа насоса для специализированных, а не общих задач ……
11. Винтовые насосы

Оба двухвинтовых насоса, в которых винты приводятся в действие синхронно по времени. шестерни, и трехвинтовые насосы, в которых центр винт приводится в движение, а внешние винты на холостом ходу используются в море, особенно для откачки жидкости с высокой вязкостью, такие как нефть и некоторые жидкие грузы…..

Домашняя страница || Охлаждение || Машины || Услуги || Клапаны || Насосы || Вспомогательная энергия || Карданный вал || Рулевые механизмы || Судовые стабилизаторы || Холодильное оборудование || Кондиционирование воздуха || Палубное оборудование || Противопожарная защита || Дизайн корабля || Главная ||

General Cargo Ship.com предоставляет информацию о различных системах оборудования грузовых судов — процедурах обращения, мерах безопасности на борту и некоторых базовых знаниях о грузовых судах, которые могут быть полезны людям, работающим на борту, и тем, кто работает в терминале.По любым замечаниям, пожалуйста Свяжитесь с нами

Copyright © 2010-2016 General Cargo Ship.com Все права защищены.
Условия использования
Прочтите нашу политику конфиденциальности || Домашняя страница ||

Центробежный насос — это машина, используемая для перекачки жидкостей и / или газов из одного места в другое.

Центробежные насосы

были разработаны специально для использования в пищевой, молочной, фармацевтической и легкой химической промышленности. Центробежные насосы, включая многоступенчатые конструкции и насосы для высокого давления на входе, подходят для большинства применений с низкой вязкостью. Центробежные насосы могут обеспечить наиболее экономичное решение.Атрибуты включают:

высокая эффективность
низкое энергопотребление
низкий уровень шума
низкое требование NPSH
простота обслуживания

Принцип действия

Жидкость направляется к проушине рабочего колеса и совершает круговое движение за счет вращения лопастей рабочего колеса. В результате этого вращения лопасти рабочего колеса передают механическую работу жидкости в канале рабочего колеса, который образован лопатками рабочего колеса. Затем жидкость выдавливается из рабочего колеса за счет центробежной силы и, наконец, покидает канал рабочего колеса с повышенным давлением и скоростью.Скорость жидкости также частично преобразуется в давление корпусом насоса перед тем, как она покидает насос через выпускное отверстие.

Принцип действия многоступенчатого центробежного насоса такой же, как и у обычного центробежного насоса. Однако насос состоит из нескольких рабочих колес (несколько ступеней), которые повышают давление от одной ступени к другой, но скорость потока не изменяется. Многоступенчатый центробежный насос работает так, как если бы несколько обычных центробежных насосов были подключены последовательно.

Детали центробежных насосов

Обычно центробежные насосы не состоят из большого количества деталей, а головка насоса подключена к стандартному электродвигателю. Рабочее колесо закреплено на валу насоса, который размещен в корпусе насоса и задней пластине — эти компоненты описаны ниже:

Рабочее колесо

Рабочее колесо литое, открытого типа; т.е. лопатки рабочего колеса открыты спереди. Этот тип позволяет визуально осмотреть лопатки и пространство между ними.Доступна также полуоткрытая крыльчатка, которую легко чистить и полировать.
Рабочее колесо имеет две или несколько лопастей в зависимости от типа центробежного насоса. Диаметр и ширина рабочего колеса будут варьироваться в зависимости от условий эксплуатации.

Корпус насоса

Корпус насоса изготовлен из штампованной стали, в комплекте с резьбовыми соединениями с наружной резьбой и может поставляться с фитингами или зажимными вкладышами.

Корпус насоса рассчитан на многопозиционный выход с возможностью гибкости на 360 °.

Задняя пластина
Задняя пластина изготовлена ​​из штампованной стали, которая вместе с корпусом насоса образуют фактическую камеру для жидкости, в которой жидкость перемещается с помощью рабочего колеса.

Торцевое уплотнение
Соединение между валом двигателя / валом насоса и корпусом насоса герметично закрывается механическим уплотнением.

Уплотнение насоса (Справочник по насосам Альфа Лаваль)

Кожух и ножки
Большинство типов насосов оснащены кожухами и регулируемыми ножками.Кожух изолирован, чтобы свести к минимуму шум и защитить двигатель от повреждений.

Вал насоса / соединения
Большинство насосов имеют короткие валы, которые крепятся к валам двигателя с помощью компрессионных муфт, что исключает использование шпоночных пазов. Конструкция узла поворотного вала обеспечивает простой, но безопасный метод привода, снижающий вибрацию и шум. В многоступенчатом центробежном насосе длина вала насоса будет отличаться в зависимости от количества установленных рабочих колес.

Адаптер
Большинство насосов оснащено стандартным электродвигателем IEC. Соединение между двигателем и задней панелью осуществляется с помощью адаптера, который можно подсоединить к любому стандартному электродвигателю IEC или C-образной конструкции.
Насосы с двигателями с прямым подключением не имеют переходников.

Центробежный насос с возможностью выбора параметров

Блок центробежных насосов представляет собой центробежный насос любого типа в качестве модель на основе технических данных. В зависимости от данных, указанных в каталоге производителя или паспорте для вашего конкретного насоса вы можете выбрать одну из следующих параметризаций модели Опции:

Соединения P и T — это гидравлические отверстия для консервации, связанные с выпускным отверстием насоса и впуск соответственно. Соединение S — это порт для механического вращения, связанный с вал привода насоса.Положительное направление блока — от порта T к порту P. Это означает, что насос перекачивает жидкость от Т к Р, когда его ведущий вал S вращается в глобально назначенном положительное направление.

Параметризация насоса с помощью аппроксимирующего полинома

Если вы установите параметр Параметризация модели на По аппроксимируя полином , насос параметризуется полиномом коэффициенты которого определяются аналитически или экспериментально для конкретного углового скорость в зависимости от имеющихся данных.Характеристики насоса при других угловых скорости определяются по законам сродства.

Аппроксимирующий полином выводится из уравнения момента импульса Эйлера, Уравнения 1 и 2, которые для данного насоса, угловой скорости и жидкости можно представить как следующие:

где

Давление Эйлера, p _E , определяется с помощью Уравнение Эйлера для центробежных машин в уравнениях 1 и 2 на основе известных размеров насоса.Для существующего насоса, работающего с постоянной угловой скоростью и определенной жидкостью, метод Эйлера давление можно аппроксимировать уравнением

, где

Потери давления из-за гидравлических потерь в каналах насоса, p _HL , аппроксимируется уравнением

, где

Профиль лопатки определяется для определенной скорости жидкости и отклонения от нее скорость приводит к потере давления из-за несоответствия между скоростью жидкости и лопастью скорость профиля.Эта потеря давления, p _D , составляет оценивается по уравнению

, где

Результирующий аппроксимирующий полином принимает вид:

Характеристики насоса, аппроксимированные четырьмя коэффициентами с ₀ , c ₁ , c ₂ , и c ₃ , определяются для конкретной жидкости и удельная угловая скорость ведущего вала насоса.Эти два параметра соответствуют, соответственно, к Reference density и Reference angular Параметры скорости в диалоговом окне блока. Применять характеристики для другая скорость ω или плотность ρ используются законы сродства. По этим законам доставка на эталонном режиме, соответствующем заданной подаче насоса и угловой скорости, составляет вычисляется по выражению

, где q и ω — мгновенные значения подачи насоса и угловая скорость.Тогда перепад давления p _ref в эталонном режиме, рассчитанном по формуле 2 и преобразован в перепад давления p при текущей угловой скорости и плотность

Уравнение 2 описывает характеристику накачки для ω> 0 и q > = 0. За пределами этого диапазона характеристика аппроксимируется следующим образом: соотношения:

где

Гидравлическая мощность на выходе насоса при стандартных условиях составляет

Выходная гидравлическая мощность при произвольной угловой скорости и плотности определяется как законы сродства

Мощность на приводном валу насоса складывается из теоретической гидравлической мощности (мощность до потерь, связанных с гидравлическими потерями и отклонением от проектной поставки) и потери на трение на ведущем валу.Теоретическая гидравлическая мощность приблизительно равна давление Эйлера

, где

Потери на трение аппроксимируются соотношением:

где

Мощность и крутящий момент на ведущем валу насоса (тормозная мощность N _мех и тормозной момент T )

Общий КПД насоса η вычисляется как

Параметрирование насоса по разности давлений и мощности торможения в зависимости от производительности насоса

Если вы установите параметр Параметризация модели на By две одномерные характеристики: P-Q и N-Q , характеристики насоса рассчитаны с помощью двух одномерных таблиц поиска: для перепада давления на основе насоса подачи и мощности тормоза насоса в зависимости от подачи насоса.Обе характеристики указана при той же угловой скорости ω _ref ( Справочная угловая скорость ) и такой же плотности жидкости ρ _исх. ( Базовая плотность ).

Чтобы вычислить перепад давления при другой угловой скорости, используются законы сродства, аналогично первому варианту параметризации. Во-первых, новая справочная доставка q _ref вычисляется с помощью выражения

, где q — текущая подача насоса.Тогда перепад давления поперек насоса при текущей угловой скорости ω и плотности ρ рассчитывается как

, где p _ref — перепад давления определяется из P-Q характеристики при подаче насоса q _исх. .

Мощность торможения определяется по формуле

, где N _ref — эталонная мощность торможения. получено из характеристики N-Q при подаче насоса q _исх. .

Крутящий момент на ведущем валу насоса вычисляется по уравнению T = Н / ω.

Параметризация насоса по перепаду давления и мощности торможения в зависимости от производительности насоса при различных угловых скоростях

Если вы установите параметр Параметризация модели на By две 2D характеристики: P-Q-W и N-Q-W , характеристики насоса считываются из двух двумерных таблиц поиска: для перепада давления в зависимости от насоса подачи и угловой скорости, а также мощности торможения насоса в зависимости от подачи насоса и угловая скорость.

Перепад давления и тормозная мощность масштабируются, если плотность жидкости ρ равна отличается от эталонной плотности ρ _ref , при которой характеристики были получены

, где p _ref и N _ref — перепад давления и тормоз мощность, полученная от участков.

Одномерный анализ потока для прогнозирования характеристик производительности центробежного насоса

Процедура одномерного потока для аналитического исследования характеристик центробежного насоса выполняется с применением основных теорий турбомашин. Уравнение Эйлера и уравнение энергии манипулируют, чтобы найти параметры производительности насоса при различных коэффициентах расхода. Оцениваются потери при проскальзывании жидкости на выходе из рабочего колеса и потери в улитке. Проскальзывание жидкости моделируется методом коэффициента скольжения с использованием эмпирического выражения Визнера.Модель потерь в улитке учитывает потери на трение, связанные со скоростью потока улитки, потери на диффузионное трение из-за циркуляции, связанные с потоком в улитке, потери из-за исчезновения радиального потока на выходе улитки и потери внутри горловины улитки насоса. Подходящими моделями рассматриваются модели потери мощности на гидравлическое трение рабочего колеса, потери мощности на трение диска, потери мощности на утечку внутреннего потока и потери мощности на ударную циркуляцию на входе. Утечка внутреннего объемного потока насоса и объемный КПД зависят от геометрии и характеристик потока.Методика, принятая в данной статье, позволяет получить кривые рабочих характеристик центробежного насоса в безразмерном виде. Охарактеризованы коэффициент напора насоса, манометрический КПД, коэффициент мощности и необходимый NPSH. Прогнозируемые коэффициенты и полученные кривые производительности согласуются с экспериментальными характеристиками центробежного насоса.

1. Введение

Центробежные насосы используются в различных областях и являются неотъемлемой частью многих отраслей промышленности. Тем не менее, несмотря на их распространенность и относительно простые конфигурации по сравнению с другими турбомашинами, создание эффективного и надежного насоса остается сложной задачей.

Конструкция центробежных насосов все еще определяется эмпирическим путем, поскольку она основана на использовании ряда экспериментальных и статистических правил. Однако за последние несколько лет конструкция и анализ характеристик турбомашин значительно продвинулись вперед благодаря совместному развитию вычислительной мощности и точности численных методов.

Одномерный анализ производительности оказался эффективным и важным подходом к проектированию насосов [1]. Аналитические расчеты характеристик насоса зависят от геометрических размеров модели насоса и моделей потерь в различных частях насоса.Существует ряд формул для расчета потерь [2–5], но они не имеют точности применительно к центробежным насосам.

В этой работе представлены предложенные модели для расчета нескольких потерь в насосе, чтобы проверить их применимость при оценке производительности насоса. Эта статья представляет собой попытку теоретически получить точные рабочие характеристики центробежного насоса. Характеристики и параметры насоса представлены в безразмерном виде. В нем представлена ​​процедура одномерного анализа потока для получения оптимальных конструктивных параметров центробежного насоса.

2. Теоретический анализ

Коэффициент расхода насоса и коэффициент скорости насоса определены как