Коэффициент быстроходности
Сравнительной характеристикой лопастных насосов считают коэффициент быстроходности. Он характеризует конструктивные особенности серии подобных насосов и делает возможным подбор насосов в заданных условиях.
При заданной частоте вращения коэффициент быстроходности увеличивается с ростом производительности Q и уменьшением напора H.
Коэффициент быстроходности – важный показатель, характеризующий тип насоса, который одновременно учитывает три основных показателя насоса: подача, напор, частота вращения.
Для насосов с двусторонним входом жидкости в рабочее колесо принимается 0.5Q.
По коэффициенту быстроходности лопастные насосы классифицируются:
1. Тихоходные (ns = 50 – 100 об/мин);
2. Нормальные (ns = 100 – 200 об/сек);
3. Быстроходные (ns = 200 – 350 об/сек);
4. Диагональные (ns = 350 – 500 об/сек);
5. Пропеллерные (ns = 500 – 1200 об/сек).
Кавитация
Кавитация – процесс нарушения сплошности потока жидкости (холодное кипение жидкости), происходящей там, где местное давление понижается и достигает определенного критического значения. При этом наблюдается образование большого количества мельчайших пузырьков, наполненных паром, газом или смесями, выделившимися из жидкости.
Возникшие в результате понижения давления пузырьки увеличиваются в размере и уносятся потоком. При этом наблюдается местное повышение скорости движения жидкости вследствие стеснения поперечного потока жидкости выделившимися пузырьками газа или пара. Попадая в область более высокого давления, пузырьки разрушаются, при этом их разрушение происходит с большой скоростью, и поэтому сопровождаются местным гидравлическим ударом в данной микроскопической зоне. Появление кавитации при работе насоса можно обнаружить по характерному потрескиванию в области всасывания, шуму и вибрациям. Сопровождается как механическим, так и химическим разрушением (коррозия) под действием кислорода и других газов выделившихся из жидкости в области пониженного давления. Приводит к разбалансировке насоса, уменьшению ресурса работы.
Кавитационному разрушению наиболее подвержены: чугун и углеродистая сталь. Устойчивы: нержавеющая сталь и бронза.
При кавитации снижается КПД, напор, мощность.
Для безкавитационной работы насоса необходимо обеспечить следующие условия:
1. Что бы в пределах проточного тракта абсолютное давления было выше ДНП (давление насыщенных паров);
2. Для создания нормальных условий все центробежные насосы работают с необходимым кавитационным запасом, то есть на входе насоса создается дополнительное давление (подпор) сверх давления ДНП. Это достигается путем: заглубления насосов (геометрический подпор), подпорных насосов, слабоизогнутые лопатки рабочего колеса.
Способы устранения кавитации:
1. Создание подпора на входе в насосный агрегат;
2. Понизить обороты электродвигателя (при использовании ЧРП);
3. Регулирование давления на выходе насосных агрегатов (прикрыть выходную задвижку).
Коэффициент запаса в зависимости от конструкции, типа и назначения насоса принимают в пределах 1.1 – 1.6 кгс/см2.
Для увеличения давления на входе в рабочее колесо используют специальные устройства (предвключенное колесо винтового типа), лопатки проектируют в виде слабоизогнутых профилей со скругленными входными и выходными кромками, проходные сечения расширяющиеся, что снижает скорость потока и повышает давление в проточной части.
Осевая нагрузка на рабочее колесо ЦН и способы
Ее уравновешивания
Осевые нагрузки возникают только в центробежных насосах.
При работе насоса пространство между рабочим колесом и корпусом заполнено жидкостью под давлением, близким к давлению на выходе из рабочего колеса. На входе в рабочее колесо действует давление всасывания, поскольку эти давления различны силы давления жидкости на колесо справа и слева не одинаковы. Осевое давление даже для одноступенчатого насоса представляет (___), в результате которой в насосе может возникнуть ряд неполадок. Рабочее колесо может соприкасаться с корпусом и будет усиленно изнашиваться. При трении колеса о корпус повысится потребляемая мощность, снизится подача, начнут греться подшипники, которые воспринимают осевое давление.
Способы, применяемые для уравновешивания осевого давления:
1. Применение рабочего колеса с двусторонним симметричным подводом жидкости, в котором давление с одной стороны колеса уравновешивает давление с другой стороны колеса. Остаточные неуравновешенные силы воспринимают радиально-упорные подшипники насоса;
2. Просверливание разгрузочных отверстий в ступице рабочего колеса, в результате чего давление, действующее с обеих сторон в пространстве между уплотнением и валом, выравнивается;
3. В многоступенчатых насосах секционного типа уравновешивание производится с помощью гидропяты или диска. В многоступенчатых насосах спирального типа уравновешивают гидравлически – симметричное попарное расположение РК с подводом жидкости к ним с противоположных сторон.