Материал: Шелегов Насосное оборудование АЕС 2011
Глава 2. НАСОС: ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ИХАРАКТЕРИСТИКИ
2.1.Классификация насосов
Насос – машина, в которой происходит преобразование механической энергии привода в гидравлическую энергию перемещаемой жидкости.
Всоответствии с ГОСТ 17398-72 вводятся следующие определения:
•насосный агрегат – агрегат, состоящий из насоса или нескольких насосов и приводящего двигателя, соединенных между собой;
•насосная установка – насосный агрегат с комплектующим оборудованием, смонтированным по определенной схеме, обеспечивающей работу насоса.
Встречаются различные схемы насосных установок с разными типами насосов. Однако гидравлическая часть насосной установки, включающая насосы, подводящий и напорный трубопроводы с арматурой и приборами, выполняется, как правило, по одинаковой схеме.
Всостав насосной установки, в зависимости от ее назначения, могут быть дополнительно включены запорно-регулирующая арматура, предохранительное устройство, приборы для измерения гидравлических и электрических величин.
Вследствие большого разнообразия конструкций, областей использования, материалов и т.д. разработать единую всеобъемлющую классификацию для насосов не представляется возможным. В практике используются классификации по наиболее важным признакам, которые будут рассмотрены ниже.
Всоответствии с ГОСТ 17398-72 насосы по принципу действия подразделяются на два основных класса: динамические и объемные
(рис. 2.1).
Динамические насосы. В динамическом насосе в результате действия сил инерции и вязкости перекачиваемой среды внутри рабочего пространства насоса кинетическая энергия от рабочего колеса передается перекачиваемой жидкости, в основном преобразуясь в энергию давления.
31
Рис. 2.1. Классификация насосов
По конструктивным признакам, форме рабочего колеса и характеру движения жидкости в проточной части динамические насосы можно разделить на две основные группы: лопастные и вихревые. В энергетике лопастные насосы получили преобладающее распространение. Принцип работы лопастных насосов описан далее.
Рис. 2.2. Вихревой насос
Вихревой насос (рис. 2.2) состоит из рабочего колеса 1 с радиальными лопастями, установленного в цилиндрический корпус. В боковых и периферийных стенках корпуса имеется концентричный канал 2, соединяющий всасывающее и нагнетательное отверстия,
32
между которыми имеется перемычка 4. Жидкость через всасывающий патрубок 5 поступает к рабочему колесу и прогоняется по каналу 2 к нагнетательному патрубку 3.
В вихревых насосах приращение энергии перекачиваемой жидкости осуществляется за счет турбулентного обмена энергией основного в канале насоса и вторичного − в рабочем колесе. Вихревые насосы применяются в системах, требующих большого напора при малом расходе жидкости.
К лопастным насосам (рис. 2.3) относятся центробежные, диагональные и осевые, отличающиеся друг от друга по направлению потока жидкости на выходе из рабочего колеса.
Центробежный Диагональный Осевой
Рис. 2.3. Лопастные насосы
Лопастные насосы также подразделяются по потоку жидкости за рабочим колесом (с полуспиральным, спиральным или кольцевым
33
отводом, коленчатым отводом), числу потоков внутри рабочего колеса (одностороннего и двустороннего входа) и числу ступеней рабочих колес в насосе – одноступенчатый, многоступенчатый (одностороннее или симметричное расположение рабочих колес). По расположению оси вращения вала насосы подразделяются на вертикальные, горизонтальные и с наклонной осью.
Одноступенча- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
тые насосы имеют |
|
|
|
|
|
|
|
|||
одно рабочее коле- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
со, |
многоступенча- |
|
|
|
|
|
|
|
||
тые |
– |
несколько |
|
|
|
|
|
|
|
|
последовательно |
|
|
|
|
|
|
|
|||
соединенных |
рабо- |
|
|
|
|
|
|
|
||
чих колес, закреп- |
|
|
|
|
|
|
|
|||
ленных |
на |
одном |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
валу (рис. 2.4). У |
|
|
|
|
|
Двусторонний вход |
||||
многоступенчатого |
Односторонний вход |
|||||||||
насоса |
жидкость |
|
|
|
|
|
|
|
||
выходящая из рабочего колеса 2, направляется в отвод, который называется направляющим лопаточным аппаратом 3. Основное назначение которого – развернуть поток жидкости так, чтобы жидкость поступала на вход в следующую ступень рабочего колеса, имея только осевое направление с одновременным преобразованием кинетической энергии потока в энергию давления с минимальными потерями. Многоступенчатые насосы применяются тогда,
Рис. 2.4. Схема многоступенчатого центробежного насоса:
1 – подвод; 2 – рабочее колесо; 3 – направляющий аппарат; 4 – диффузор отвода
34
когда требуется получить большие давления. При этом жидкость, проходя несколько последовательно расположенных рабочих колес, повышает давление за насосом пропорционально их количеству. Из последней ступени жидкость направляется в напорный патрубок 4.
Осевые и диагональные насосы имеют рабочие колеса с жестким закреплением лопастей во втулке или с поворотными лопастями (регулируемые), имеющими электрический, гидравлический или электрогидравлический приводы их разворота.
а
б
Рис. 2.5. Разновидности лопастных насосов:
а − осевой; б − смешанного потока
По всасывающей способности насосы подразделяются на самовсасывающие и несамовсасывающие. Классификация насосов по назначению не может быть строгой, так как одни и те же насосы применяются в энергетике, водоснабжении, химическом производстве и т.д.
35