Центробежные нагнетатели (насосы и вентиляторы) (часть 4)

Июль 31, 2022

Главная
Разное
Центробежные нагнетатели (насосы и вентиляторы) (часть 4)

Содержание

2. 1. Формы рабочих колес различной быстроходности
3. Конструкции колеса в значительной степени определяется коэффициентом быстроходности nS. В зависимости от коэффициента быстроходности рабочие колёса
4. При увеличении коэффициента быстроходности происходит возрастание относительной ширины лопасти рабочего колеса на выходе и уменьшение относительного
5. Большие частоты вращения обусловливают малые размеры и массу насосов и приводных двигателей при высоком КПД агрегатов.
6. Коэффициент быстроходности определяет не быстроходность насоса в целом, а лишь одного рабочего колеса. Общий вид формулы
7. РК центробежного насоса может быть изготовлено с двусторонним подводом жидкости. В этом случае заданная подача Q
8. В нормальных и быстроходных колёсах входные кромки лопастей вынесены в область поворота потока жидкости, т.е. в
9. 2. Кавитация Давление жидкости, проходящей через насос, непрерывно изменяется в направлении движения и неодинаково в отдельных
10. В обычных конструкциях центробежных насосов наименьшее давление наблюдается близ входа в цилиндрическое сечение рабочего колеса на
11. Явление кавитации состоит в вскипании жидкости в зоне пониженного давления и в последующей конденсации пузырьков при
12. В любых случаях кавитации при быстрой конденсации парового пузырька окружающая его жидкость устремляется к центру пузырька
13. Кавитация сопровождается термическим и электрохимическими процессами, существенно влияющими на разрушения поверхностей проточной части насосов. Характер питтинга
14. В насосах высоконапорных, работающих при большой частоте вращения, с деталями, выполненными из обычных конструкционных и легированных
15. Кроме разрушения металла при кавитации у насоса снижается КПД. Работа насоса в кавитационном режиме внешне проявляется
16. Работа насоса в стадии начальной кавитации нежелательна, но допустима, если детали насоса изготовлены из кавитационно –
17. Меры, предупреждающие возникновение кавитации: ограничение скорости жидкости в проточной полости насосов, применение радиальных форм сечений проточной
18. Оценка кавитационного качества насосов производится на основе кавитационных характеристик, получаемых испытанием на специальных стендах. Основной мерой
19. 3. Конструкции центробежных насосов Обозначения и маркировка насосов общего назначения за исключением специальных конструкций определены ГОСТ.
20. ГОСТ определяет группу центробежных многоступенчатых насосов секционного типа для чистой воды с подачей от 6 до
21. ГОСТ определяет группу центробежных насосов двустороннего входа, обозначаемую буквой Д. Подача и напор даются в марке,
22. Применительно к теплоэнергетике все центробежные насосы могут быть разделены на следующие группы: 1) насосы для чистой
23. Насосы для чистой воды применяются для хозяйственного, технического и противопожарного водоснабжения электрических станций и промышленных предприятий.
24. Характерной особенностью консольного насоса является расположение рабочего колеса на консоли вала, вращающегося в двух широко расставленных
25. Разрез насосной части консольных насосов: Чертеж консольного насоса:
26. Консольный тип насосов предназначен для подачи чистой воды и других малоагрессивных жидкостей. РК одностороннего всасывания подвержены
27. Осевая сила Т может быть вычислена из уравнения где D1 – диаметр входа в РК; D2
28. Насосы консольного типа исполняются с электроприводом (агрегатно) или раздельно, также широкое применение получили данные насосы в
29. На рисунке представлена типична для насоса типа К характеристика при п = 2900 об/мин. Для внесения
30. Продольный разрез типа Д Одноступенчатый насос двухстороннего всасывания 1 – рабочее колесо; 2 – гидравлическое кольцо;
31. Широкое применение в энергетики получили одноступенчатые насосы двухстороннего всасывания. Основной принцип заложенный в конструкции данного насоса
32. Разъем корпуса насоса горизонтальный. Вал насоса защищен от износа закрепленными на валу сменными втулками. Сальники, уплотняющие
33. Насосы типа Д характеризуются двусторонним подводом жидкости к рабочему колесу, спиральной безлопаточной формой направляющих аппаратов и
34. Наиболее распространенным типом центробежных насосов являются одноступенчатые насосы с горизонтальным расположением вала и РК одностороннего входа.
35. Привод насосов типа ЦНС, помимо электродвигателя, может осуществляться бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. Основное применение насосы данного
36. Глубина всасывания насосов данного типа находится в пределах 3 до 7 метров. Электродвигатель работает от сети
37. Многоступенчатые насосы представлены тремя основными группами: секционные типа С (секционные насосы с колёсами одностороннего входа), насосы
38. Внешний вид четырёхступенчатого насоса и приведена схема последовательного включения его колёс
39. Конденсатные насосы применяются для удаления конденсата, а также как горячие, дренажные насосы бойлерных установок. Они предназначены
41. Скачать презентацию

Слайд 2

1. Формы рабочих колес различной быстроходности

Слайд 3

Конструкции колеса в значительной степени определяется коэффициентом быстроходности nS. В зависимости от

коэффициента быстроходности рабочие колёса лопастных насосов условно разделены на пять типов.

Слайд 4

При увеличении коэффициента быстроходности происходит возрастание относительной ширины лопасти рабочего колеса

на выходе и уменьшение относительного диаметра, т.е. РК преобразуется последовательно из радиального в осевое.
Из формулы коэффициента быстроходности
видно, что колесо центробежного насоса с заданными напором и подачей, при увеличении частоты вращения увеличивают быстроходность.

Слайд 5

Большие частоты вращения обусловливают малые размеры и массу насосов и приводных

двигателей при высоком КПД агрегатов. Поэтому применение РК с высоким nS (типы 3, 4, 5) экономически более целесообразно.
При заданной частоте вращения тем выше, чем больше подача и меньше напор, развиваемые РК.
РК с высоким коэффициентом быстроходности являются низконапорными и дают большую подачу (типы 3, 4, 5).
РК типов 1, 2 характерны для малых подач и высоких напоров.

Слайд 6

Коэффициент быстроходности определяет не быстроходность насоса в целом, а лишь одного

рабочего колеса.
Общий вид формулы для определения быстроходности РК многоступенчатого многопоточного насоса будет
где Q и Н – полные подача и напор насоса;
z – число потоков;
i – число ступеней давления насоса.

Слайд 7

РК центробежного насоса может быть изготовлено с двусторонним подводом жидкости.
В этом

случае заданная подача Q распределяется поровну между правой и левой его половинами. При этом коэффициент быстроходности уменьшается в раз и колесо становится менее быстроходным.
Условия работы лопастей колёс различной быстроходности неодинаковы.
Например, в тихоходном колесе типа 1 струйки потока жидкости движутся практически в одинаковых условиях, входная кромка лопасти лежит на цилиндрической поверхности, а сама лопасть является цилиндрической. Это особенность радиальных центробежных колёс.

Слайд 8

В нормальных и быстроходных колёсах входные кромки лопастей вынесены в область

поворота потока жидкости, т.е. в ту зону, где направление потока изменяется от осевого к радиальному. Это обстоятельство вызывает превращение цилиндрической лопасти в лопасть с поверхностью двоякой кривизны.
Резко выраженными формами лопастей двоякой кривизны обладают диагональные насосы (тип 4).
Общие требования, предъявляемые к конструктивной форме сечения лопасти: соблюдение расчётных углов входа и выхода, минимальное гидравлическое сопротивление и достаточная прочность.

Слайд 9

2. Кавитация
Давление жидкости, проходящей через насос, непрерывно изменяется в направлении движения

и неодинаково в отдельных точках сечений проточной полости.

Слайд 10

В обычных конструкциях центробежных насосов наименьшее давление наблюдается близ входа в

цилиндрическое сечение рабочего колеса на вогнутой стороне лопастей, т.е. там, где относительная скорость w и соответствующая ей кинетическая энергия, достигают наибольших значений (зона А).
Если в зоне А давление оказывается равным или меньшим давления насыщения, соответствующего температуре всасываемой жидкости, то возникает явление кавитации.

Слайд 11

Явление кавитации состоит в вскипании жидкости в зоне пониженного давления и

в последующей конденсации пузырьков при выносе кипящей жидкости в область повышенного давления.
При этом кавитационный процесс распространён по некоторой длине потока.
Кавитация может быть местным процессом, характерным для короткого участка потока, в тех случаях, когда давление в сечении пульсирует около его среднего значения, равного давлению насыщенного пара при температуре всасываемой жидкости.
В этом случае процессы вскипания и конденсации паровых пузырьков протекают с большой частотой, пульсирующим образом.

Слайд 12

В любых случаях кавитации при быстрой конденсации парового пузырька окружающая его

жидкость устремляется к центру пузырька (центру конденсации) и в момент смыкания его объёма производит вследствие малой сжимаемости жидкости резкий точечный удар.
Давление в точках смыкания паровых пузырьков при их конденсации в кавитационных процессах достигает нескольких мегапаскалей.
Если пузырёк пара в момент его конденсации находится на поверхности, ограничивающей поток, то удар приходится на эту поверхность и вызывает местное разрушение металла, называемое питтингом.

Слайд 13

Кавитация сопровождается термическим и электрохимическими процессами, существенно влияющими на разрушения поверхностей

проточной части насосов.
Характер питтинга зависит от материала, из которого изготовлена проточная часть насоса.
Питтинг чугунных деталей, например рабочих лопастей низконапорных насосов, даёт губчатую структуру с весьма неровной поверхностью и извилистыми узкими щелями, проникающими глубоко в металл и нарушающими прочность детали.

Слайд 14

В насосах высоконапорных, работающих при большой частоте вращения, с деталями, выполненными

из обычных конструкционных и легированных сталей, питтинг проявляется в виде гладких, как бы проточенных впадин и канавок.
Материалов, абсолютно устойчивых против кавитации, не существует.
Очень плохо противостоят кавитации неоднородные хрупкие материалы, такие как чугун и керамика.
Наиболее устойчивы к кавитации легированные стали, содержащие хром и никель.

Слайд 15

Кроме разрушения металла при кавитации у насоса снижается КПД.
Работа насоса в

кавитационном режиме внешне проявляется шумом, внутренним треском, повышенным уровнем вибрации, а при сильно развившейся кавитации – ударами в проточной части, опасными для насоса.
Кавитационный процесс можно разделить на три стадии.
В начальной стадии зона кавитации заполнена смесью жидкости и более или менее крупных пузырьков пара. Во второй стадии в кавитационном потоке на ограничивающей поверхности образуются крупные каверны, срываемые потоком и вновь образующие. Третья стадия – суперкавитация: весь обтекаемый элемент гидромашины лежит в области каверны.

Слайд 16

Работа насоса в стадии начальной кавитации нежелательна, но допустима, если детали

насоса изготовлены из кавитационно – устойчивых материалов.
В стадиях развитой кавитации и суперкавитации работа насоса становится ненадёжной и поэтому недопустима.
Кавитация возникает обычно во всасывающем тракте насоса на лопастях рабочего колеса, однако кавитационные процессы могут возникать и в напорных потоках в местах срыва жидкости с рабочих лопастей, направляющих лопаток, регулирующих органов.

Слайд 17

Меры, предупреждающие возникновение кавитации: ограничение скорости жидкости в проточной полости насосов,

применение радиальных форм сечений проточной полости и профилей лопастей, эксплуатация насосов в режимах, близких к расчётным.
В многоступенчатых насосах наиболее подвержено кавитации первое по ходу жидкости рабочее колесо, потому что на входе в него давление наименьшее.
Чтобы повысить кавитационные качества таких насосов, перед первой ступенью их устанавливают предвключенное осевое колесо или шнек, состоящий из двух – трёх витков. Они выполняются из кавитационно–устойчивых материалов и развивают на входе в первое колесо многоступенчатого насоса давление, препятствующее возникновению кавитации.

Слайд 18

Оценка кавитационного качества насосов производится на основе кавитационных характеристик, получаемых испытанием

на специальных стендах.
Основной мерой против кавитации в насосах любых типов и конструкций является соблюдение такой высоты всасывания насоса, при которой кавитации не возникает.
Такая высота всасывания называется допустимая.

Слайд 19

3. Конструкции центробежных насосов
Обозначения и маркировка насосов общего назначения за исключением

специальных конструкций определены ГОСТ.

Слайд 20

ГОСТ определяет группу центробежных многоступенчатых насосов секционного типа для чистой воды

с подачей от 6 до 1000 м/ч и напором от 40 до 2000 м.
Обозначение насоса включает три буквы:
Ц – центробежный,
Н – насос,
С – секционный
и два числа,
первое – подача Q , м/ч,
второе – напор Н, м ст. жидкости.
Например, ЦНС – 22 – 88 означает: центробежный насос секционного типа с подачей 22 м/ч и напором 88 м.

Слайд 21

ГОСТ определяет группу центробежных насосов двустороннего входа, обозначаемую буквой Д.
Подача

и напор даются в марке, так же как и в секционных насосах.
Например: Д – 2000 – 100 - центробежный насос двустороннего входа с подачей 2000 м/ч и напором 100 м.
Насосы типа Д охватывают область подач от 200 до 12500 м/ч и напоров до 100 м; КПД этих насосов до 92%.

Слайд 22

Применительно к теплоэнергетике все центробежные насосы могут быть разделены на следующие

группы:
1) насосы для чистой воды, одноступенчатые и многоступенчатые;
2) конденсатные;
3) питательные;
4) насосы для кислых сред;
5) насосы для подачи смесей жидкостей и твёрдых частиц.
Рассмотрим характерные черты указанных групп насосов.

Слайд 23

Насосы для чистой воды применяются для хозяйственного, технического и противопожарного водоснабжения

электрических станций и промышленных предприятий. Они бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми.
Простейшим типом одноступенчатого насоса является консольный насос, обозначаемый буквой К.

1 – крышка корпуса; 2 – корпус; 3 – сменное уплотняющее кольцо; 4 – рабочее колесо; 5 – шпонка и гайка; 6 – сальник; 7 – сменная защитная втулка; 8 –грундбукса; 9 – вал насоса; 10 – опорный кронштейн; 11 – шарикоподшипники

Схема консольного насоса одностороннего всасывания типа К

Слайд 24

Характерной особенностью консольного насоса является расположение рабочего колеса на консоли вала,

вращающегося в двух широко расставленных шариковых подшипниках.
Корпус спиральный с осевым подводом жидкости.
Сальник здесь имеется только на стороне подачи.
Насосы этого типа рассчитаны на подачу 10 – 360 м/ч.
Создаваемые ими напоры лежат в пределах 10 – 100 м, частота вращения 1450 – 2900 об/мин, диаметр рабочих колёс 132 – 328 мм, полный КПД находится в пределах 50 – 84%.

Слайд 25

Разрез насосной части консольных насосов:
Чертеж консольного насоса:

Слайд 26

Консольный тип насосов предназначен для подачи чистой воды и других малоагрессивных

жидкостей.
РК одностороннего всасывания подвержены воздействию осевой силы, которая направлена в сторону входа жидкости в рабочее колесо.
Осевая сила возникает из-за того, что расположенная против входного сечения колеса площадь F = πD12/4 передней стороны заднего диска находится под действием давления всасывания р1, а также по величине площадь задней стороны этого диска – под давлением нагнетания р2.

Слайд 27

Осевая сила Т может быть вычислена из уравнения
где D1 – диаметр

входа в РК; D2 – диаметр вала.
Осевая сила надежно воспринимается упорным подшипником.
Данный тип насосов устанавливается на фундаменте, обвязка насосов трубопроводами производится без усилий на корпус насоса. Насос имеет задвижки на всасе и напоре, на напорном трубопроводе, между присоединительным фланцем насоса и напорной задвижкой, устанавливается обратный клапан.

Слайд 28

Насосы консольного типа исполняются с электроприводом (агрегатно) или раздельно, также широкое

применение получили данные насосы в моноблочном исполнении.
Насосы маркируются следующим образом: К или КМ 8/18. Буквы в маркировке имеют следующее значение – консольный (консольный моноблочный), цифры означают – производительность, м3/ч, и напор, м.
Данный тип насосов выпускается по производительности от 18 -290 м3/ч, и напором от 18 до 55 м.
Насосы данного типа нашли широкое применение в системах тепло- и водоснабжения.

Слайд 29

На рисунке представлена типична для насоса типа К характеристика при п

= 2900 об/мин.
Для внесения большого разнообразия в рабочие параметры насосов заводы широко практикуют обрезку рабочих колёс; это даёт возможность изменения параметров при сохранении конструкции и габаритов насоса.
Приведённые на рисунке характеристики относятся к насосам трёх различных диаметров, отмеченных на графике.

Слайд 30

Продольный разрез типа Д
Одноступенчатый насос двухстороннего всасывания
1 – рабочее колесо; 2

– гидравлическое кольцо; 3 – корпус; 4 - подшипник

Слайд 31

Широкое применение в энергетики получили одноступенчатые насосы двухстороннего всасывания.
Основной принцип заложенный

в конструкции данного насоса – это эффективный способ разгрузки ротора.
Применение насосов с колесами двухстороннего всасывания – типа Д, у которых благодаря симметрии не возникает осевого усилия.
У этих насосов имеется раздваивающийся полуспиральный подвод.
В рабочем колесе эти потоки соединяются и выходят в общий спиральный отвод.

Слайд 32

Разъем корпуса насоса горизонтальный.
Вал насоса защищен от износа закрепленными на валу

сменными втулками.

Сальники, уплотняющие подвод насоса, имеют кольца гидравлического затвора.
Радиальная нагрузка ротора воспринимается подшипниками скольжения.
Для фиксации вала в осевом направлении и восприятия осевого усилия, которое может возникнуть при неодинаковом изготовлении или износе одного из уплотнений рабочего колеса, в левом подшипнике имеются радиально-упорные шарикоподшипники.

Слайд 33

Насосы типа Д характеризуются двусторонним подводом жидкости к рабочему колесу, спиральной

безлопаточной формой направляющих аппаратов и присоединением всасывающего и напорного патрубков к нижней половине патрубков к нижней половине корпуса при горизонтальной плоскости его разъёма.

Слайд 34

Наиболее распространенным типом центробежных насосов являются одноступенчатые насосы с горизонтальным расположением

вала и РК одностороннего входа.
Насосная установка типа НЦС – насос циркуляционный самовсасывающий

Схема центробежного самовсасывающего насоса
1 – фильтр; 2 – всасывающий рукав; 3 – корпус насоса; 4 – напорный патрубок; 5 – электродвигатель; 6 – рама

Слайд 35

Привод насосов типа ЦНС, помимо электродвигателя, может осуществляться бензиновыми двигателями внутреннего

сгорания.
Основное применение насосы данного типа нашли во многих производствах и хозяйствах как откачивающие насосы грунтовых вод и в аварийных ситуациях.
Производительность насосов данной сери имеет широкий диапазон от единиц до 90м3/ч откачивающей жидкости.
Основным условием безотказной работы насосов данной конструкции является: герметичность соединений деталей насоса; чистота фильтра и рабочего колеса; целостность клапана фильтра сальника вала.

Слайд 36

Глубина всасывания насосов данного типа находится в пределах 3 до 7

метров.
Электродвигатель работает от сети переменного тока с напряжением 380 В через пусковой прибор.

Характеристика насоса НЦС-1

Слайд 37

Многоступенчатые насосы представлены тремя основными группами: секционные типа С (секционные насосы

с колёсами одностороннего входа), насосы с колёсами одностороннего входа и горизонтальным разъёмом корпуса, насосы с первым колесом двустороннего входа и остальными колёсами одностороннего входа и горизонтальным разъёмом корпуса.
Многоступенчатые насосы этих типов развивают подачу от 5 до 1000 м/ч при напорах от 35 до 100 м.
Специальные конструкции могут быть выполнены с основными параметрами, выходящими за указанные пределы.

Слайд 38

Внешний вид четырёхступенчатого насоса
и приведена схема последовательного включения его колёс

Слайд 39

Конденсатные насосы применяются для удаления конденсата, а также как горячие, дренажные

насосы бойлерных установок. Они предназначены для перекачивания конденсата и дренажа при температуре до 393 К.
Питательные насосы применяются для подачи питательной воды в паровые котлы. В большинстве случаев это центробежные многоступенчатые насосы высокого давления, приспособленные к работе с водой с высокой температурой.
Насосы для кислых сред изготовляются из специальных нержавеющих сталей. Подача у них от 5 до 300 м/ч при развиваемых напорах от 7 до 500 м.