Технические характеристики вихревых насосов

1. Производительность ,

где D_к - диаметр рабочего колеса;

n - число оборотов приводного вала;

F_к - площадь рабочего колеса.

2. Напор - зависит от высоты нагнетания и всасывания

3. Мощность

4. КПД насоса - характеризует потери энергии при вихреобразном переносе потока жидкости из полости всасывания в полость нагнетания η_н = 0,3-0,5.

ОСЕВЫЕ НАСОСЫ

Осевые насосы, являясь лопастными, отличаются от центробежных насосов устройством рабочего колеса и профилем лопастей. При вра­щении колеса по обе стороны лопасти создается разность напоров, и поток жидкости направляется вдоль оси колеса. За рабочими лопас­тями установлены неподвижные направляющие лопатки, при проходе которых часть скоростного напора преобразуется в давление.

Конструкция осевого насоса показана на рис.40. Приемная ниж­няя часть корпуса 8 имеет аварийный патрубок 1. В корпусе 3 уста­новлены рабочее колесо (пропеллер) 7, представляющее собой трубу, защитное кольцо 6 и направляющие лопасти 5. Вал консольного типа, заключенный в обтекатель 4, вращается в подшипниках 2, имеющих резиновые вкладыши и водяную смазку. Криволинейное направляющее ребро в напорной части способствует повышению кпд насоса.

Осевые насосы используют в качестве водоотливных на спасатель­ных судах и в системах охлаждения главных конденсаторов ПТУ.

Рабочие параметры судовых осе­вых насосов:

напор 10-15 м,

подача до 3000 м³/ч и более,

где η_п = 0,90÷0,95 - объемный кпд осевого насоса;

с - осевая скорость потока, м/с;

D - наружный диаметр рабочего колеса, м;

D_ст - диаметр ступицы рабочего колеса, м.

Рис.40. Осевой насос

Правила обслуживания осевых насосов те же, что и для центро­бежных, однако пуск их осущест­вляется при открытом нагнетатель­ном клапане, регулирование пода­чи — нагнетательным клапаном или изменением частоты вращения (при многоскоростном двигателе), а в больших насосах — поворотом рабочих лопастей.

Явление кавитации.

Неправильно спрофилированный спиральный канал центробежного насоса нередко является причиной кавитации - нарушение сплошности потока жидкости, появления в нём областей пониженного давления, заполняемых выделяющимися парами жидкости. Эти области (разряжённые пространства) обычно возникают у стенок, ограничивающих поток жидкости.

При работе центробежного насоса может возникнуть кавитация. Если давление во всасывающей полости падает ниже давления вскипа­ния перекачиваемой жидкости при данной температуре, то появляю­щиеся паровые пузыри вместе с потоком жидкости попадают в область высокого давления нагнетания и там мгновенно конденсируются. При этом образуются пустоты (каверны), в которые устремляется жидкость, создавая гидравлические удары, шум и вибрацию насоса. Подача и кпд насоса значительно снижаются. В областях пониженного дав­ления ломимо паров из жидкости выделяются растворенные в ней га­зы и воздух. Поверхности деталей насоса подвергаются эрозии и кор­розии от воздействия воздуха и газов. Развитию кавитации способст­вуют острые кромки и шероховатость стенок, резкие повороты потока.

Аналогичные явления могут наблюдаться во всасывающей части насоса при большой высоте всасывания или при повышенной температуре перекачиваемой жидкости. При кавитации резко снижается подача насоса, а его детали подвергаются быстрому механическому и химическому местным разрушениям.

Для предупреждения кавитации в насосах нужно снижать высоту всасывания, применять устройства, уменьшающие её высоту, устранять неплотности, уменьшать гидравлические сопротивления путём создания плавных переходов в каналах и гладких поверхностей на тракте движения жидкости.

Для предотвращения кавитации давление во всасывающем тракте должно быть больше давления насыщенного пара перекачиваемой жид­кости. Кроме того, не следует превышать высоту всасывания насоса, не перекачивать жидкость с высокой температурой, своевременно устранять подсос воздуха во всасывающем трубопроводе.

Основное условие предотвращения кавитации состоит в том, чтобы давление при входе на рабочее колесо было больше давления паров перекачиваемой жидкости.

Из конструкционных материалов более других подвержены кавитационному разруше­нию чугун и углеродистая сталь.

СТРУЙНЫЕ НАСОСЫ

Струйные насосы (эжектор, инжектор) - устройства, в которых в результате движения струи жидкости, вытекающей из канала сужающегося сопла, имеющего определённую форму, достигается перепад давлений (∆P) и, тем самым обеспечивается перекачка жидкости (газа). В качестве рабочего тела может применяться вода от системы водотушения (водоструйный насос) или пар (пароструйный насос).

При подаче рабочего тела под давлением в сопловой аппарат, происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую и рабочее тело истекает из сопла с большой скоростью. В камере смешения при этом создаётся разряжение, куда под действием потока давлений будет подсасываться отливная жидкость. Рабочее тело подхватывает отливную жидкость в камере смешения и по отливному трубопроводу выносит её в цистерну или за борт.

Таким образом образован струйный насос, который работает только на отсасывающих магистралях при давлении окружающей среды. Такие насосы называются эжекторами.

Если после камеры смешения в одном корпусе эжектора поставить термодинамический диффузор, то отсасываемая жидкость (смесь) в этом диффузоре приобретёт давление. В этом случае струйный насос называется инжектором, который может работать на преодоление давления окружающей среды.

Преимущества:

· используется для откачки загрязнённых вод с механическими примесями (зачистка трюмов);

· отсутствие движущихся деталей;

· возможность сухого всасывания.

Недостатки:

· низкий общий КПД;

· невозможность регулирования подачи;

· срыв подачи из-за неплотностях в системе.

Струйные насосы не имеют движущихся частей. Принцип работы струйного насоса заключается в преобразовании энергии струи пара или воды, которые проходят через сопло, затем через диффузор. В зависимости от того, что перекачивает насос, его называют паро- или водоструйным.

Пароструйные насосы используют на судах главным образом как вакуумные для отсоса воздуха из коденсаторов.

Водоструйные насосы применяют как осушительные для удаления рассола и воздуха в водоопреснительных установках.

Струйные насосы, присоединенные к обслуживаемому объекту нагнетательным патрубком, называют инжекторами, а присоединен­ные всасывающим патрубком, — эжекторами.

Водоструйный эжектор (рис.41) используют для осушения судовых отсеков. Рабочей жидкостью служит забортная вода, подаваемая пожарным насосом через сужающееся сопло 2 в камеру смешения, в которой из-за большой скорости выхода рабочей жидкости из сопла соз­дается разрежение и откачиваемая жидкость поднимается по всасы­вающему патрубку 7. Смесь рабочей жидкости с откачиваемой попадает в расширяющееся сопло 3 и далее в нагнетательный патрубок 5. В рас­ширяющемся сопле (диффузоре) давление смеси увеличивается до зна­чения, необходимого для преодоления гидравлических сопротивлений в нагнетательном трубопроводе и для удаления смеси за борт или в сборную цистерну.

На рисунке показана конструкция переносного эжектора, поэтому он имеет специальные гайки 1 и 4, которыми его присоединяют к ма­гистрали рабочей воды и нагнетательному трубопроводу; крышка 6 при работе эжектора снимается.

Эжекторы обладают сухим всасыванием, могут перекачивать за­грязненную жидкость, способны создать глубокий вакуум и работать в затопленном состоянии. Их работа происходит бесшумно.

При подготовке водоструйного эжектора к работе необходимо от­крыть клапаны подачи рабочей воды и на всасывающем патрубке. Во время работы необходимо наблюдать за давлением рабочей воды и не допускать повышения противодавления выше предусмотренного за­водской инструкцией. У переносных эжекторов следить, чтобы не было изломов в присоединяемых шлангах. При выключении эжектора зак­рыть клапаны подачи рабочей воды на всасывающем и нагнетательном трубопроводах.

Неисправности в работе струйных насосов возникают из-за не­достаточного давления рабочей жидкости, износа или засорения сопла, нарушения его соосности.