Гидравлической машинойназывают устройство, преобразующее механическую работу в энергию потока жидкости и наоборот. Гидравлическая машина, в которой в результате обмена энергией происходит преобразование механической энергии жидкости в механическую работу (вращение вала, возвратно-поступательное движение поршня и т. д.), называется турбинойили гидродвигателем. Гидравлическая машина, в которой происходит преобразование механической работы в механическую энергию жидкости, называется нагнетателем. К нагнетателям относятся насосы и воздуходувные машины. Воздуходувные машины служат для повышения давления и подачи воздуха или другого газа. В зависимости от степени сжатия воздуходувные машины разделяют на вентиляторы и компрессоры,
Вентилятор-воздуходувная машина, предназначенная для подачи воздуха или другого газа под давлением до 15 кПа при организации воздухообмена.
Компрессоромназывают воздуходувную машину, предназначенную для сжатия и подачи воздуха и какого-либо газа под давлением не ниже 0,2 МПа.
Насос-устройство, служащее для напорного перемещения (всасывания, нагнетания) главным образом капельной жидкости в результате сообщения ей энергии.
Основное назначение нагнетателя — повышение полного давления перемещаемой среды. В зависимости от свойств среды (газ, чистая жидкость, загрязненная жидкость и взвесь, вязкая жидкость, агрессивная жидкость, жидкий металл, сжиженный газ и т. п.) применяются нагнетатели различных типов и конструкций. В практике довольно часто встречаются нагнетатели разных типов, названия которым даны в зависимости от их назначения и особенностей эксплуатации (например, питательные, циркуляционные, конденсатные насосы для тепловых электростанций и т. п.). Нагнетатели в основном классифицируют по принципу действия и конструкции. В этом смысле их подразделяют на объемные и динамические.
Объемные нагнетателиработают по принципу вытеснения, когда давление перемещаемой среды повышается в результате сжатия. К ним относятся возвратно-поступательные (диафрагменные, поршневые) и роторные (аксиально- и радиально-поршневые, шиберные, зубчатые, винтовые и т. п.) насосы.
Динамические нагнетателиработают по принципу силового воздействия на перемещаемую среду. К ним относятся лопастные (радиальные, центробежные, осевые) нагнетатели и нагнетатели трения (вихревые, дисковые, струйные и т. п.).
Нагнетатели, используемые в системах теплогазоснабжения и вентиляции, должны удовлетворять следующие основные требования: 1) соответствие фактических параметров работы (р, L, и N) заданным расчетным условиям; 2) возможность регулирования подачи и давления в определенных пределах; 3) устойчивость и надежность в работе; 4) простота монтажа; 5) бесшумность при работе.
Рассмотрим схемы и принципы действия нагнетателей разного типа.
В радиальном вентиляторе со спиральным кожухом (рис. 7) перемещаемая среда, двигаясь в осевом направлении через всасывающий коллектор, попадает на вращающееся рабочее колесо, снабженное лопатками, изменяет направление своего движения к периферии колеса, закручивается в направлении вращения, поступает в спиральный кожух и затем через отверстие выходит из нагнетателя. Рабочее колесо сидит на валу и приводится во вращение приводом. Вал вращается в подшипниках, укрепленных на станине или непосредственно на кожухе.
Аналогичную конструкцию и принцип действия имеет центробежный насос, изображенный на рис. 8.
К достоинствам таких вентиляторов следует отнести возможность использования для привода высокоскоростных электродвигателей, высокий КПД (более 80 %), простоту изготовления, высокую равномерность подачи и относительную простоту ее регулирования. Недостатком является то, что подача зависит от сопротивления сети.
В осевом вентиляторе(рис. 9) поток движется преимущественно в направлении оси вращения и некоторое закручивание приобретает лишь при выходе из колеса. Поток через коллектор поступает во входной направляющий аппарат, затем в рабочее колесо и в выходной направляющий аппарат. Колесо сидит на валу, вращающемся в подшипниках, укрепленных на стойках.
Колесо и направляющие аппараты заключены в кожух (обечайку). Втулка рабочего колеса имеет обтекатель.
Как в осевом, так и в радиальном вентиляторе передача энергии от двигателя потоку среды происходит во вращающемся рабочем колесе.
Аналогичную конструкцию и принцип действия имеет осевой насос.
Осевые нагнетатели просты в изготовлении, компактны, реверсивны; по сравнению с радиальными нагнетателями они имеют более высокие КПД и подачу при относительно низком давлении (напоре).
В прямоточном радиальном вентиляторе(рис. 10) перемещаемая среда вначале также движется в осевом направлении и поступает во вращающееся рабочее колесо, где под действием центробежной силы проходит в радиальном направлении в межлопа-
точном пространстве и выходит в осевом направлении по кольцу через радиальный лопастной диффузор, стенки которого имеют криволинейную форму, а лопатки установлены на осесимметричном коленообразном участке диффузора. В диффузоре часть динамического давления преобразуется в статическое. КПД вентилятора достигает 70 %. Одним из преимуществ вентиляторов такого типа является возможность размещения электродвигателя внутри кожуха, что приводит к улучшению шумовых характеристик установки. Изготовление таких вентиляторов несколько сложнее, чем обычных.
Смерчевой вентилятор(рис. 11) имеет рабочее колесо с небольшим числом лопаток, прикрепленных к заднему диску. Это колесо размещено в специальной нише в задней стенке спирального кожуха. При вращении колеса возни-
кает вихревое течение, аналогичное атмосферному вихрю — смерчу, в центральной и периферийной частях которого образуется перепад давлений, являющийся побудителем движения воздуха. Вследствие этого основная часть потока с содержащимися в нем примесями проходит через нагнетатель, минуя рабочее колесо. КПД вентилятора не превышает 60 %.
Дисковый вентилятор(рис. 12) относится к нагнетателям трения. Рабочее колесо у такого нагнетателя представляет собой пакет дисков (колец), расположенных с небольшим зазором перпендикулярно оси вращения колеса. Передача энергии от колеса потоку жидкости происходит в результате действия сил трения в пограничном слое, образующемся на дисках. Отсутствие срывных вихревых зон, неизбежных в лопастном рабочем колесе, способствует устойчивой работе дисковых машин с малым шумом. КПД таких нагнетателей не превышает 40 – 45 %.
Вихревой насос(рис. 13) относится к машинам трения. Его рабочее коле-
со, аналогично колесу центробежного насоса, засасывает жидкость из внутренней части канала и нагнетает ее во внешнюю, в результате чего возникает продольный вихрь. При прохождении жидкости через рабочее колесо в вихревом насосе, как и в центробежном, увеличиваются кинетическая энергия жидкости (увеличивается ее скорость) и потенциальная энергия давления.
Рабочим органом насоса является рабочее колесо с радиальными или наклонными лопатками. Колесо вращается в цилиндрическом корпусе с малыми торцовыми зазорами. Жидкость поступает через всасывающее отверстие в канал, перемещается по нему рабочим колесом и выбрасывается через выходное отверстие.
Вихревой насос по сравнению с центробежным обладает следующими достоинствами: создаваемое им давление в 3-5 раз больше при одинаковых размерах и частоте вращения рабочего колеса; конструкция проще и дешевле; обладает самовсасывающей способностью; может работать на смеси жидкости и газа; подача меньше зависит от противодавления сети. Недостатками насоса являются низкий КПД, не превышающий в рабочем режиме 45 %, и непригодность для подачи жидкости, содержащей абразивные частицы (так как это приводит к быстрому изнашиванию стенок торцовых и радиальных зазоров и, следовательно, падению давления и КПД).
Диаметральный вентилятор (рис. 14) имеет следующий принцип действия. Если во вращающееся колесо барабанного типа поместить неподвижное тело, расположенное несимметрично относительно оси колеса, то осесимметричный вихрь, образующийся вокруг колеса, смещается в сторону, и возникает течение воздуха через колесо в сторону меньшего сечения. Поперечное течение появляется также при установке лопаточного колеса в несимметричном коленообразном корпусе.
Диаметральные вентиляторы имеют следующие преимущества по сравнению с радиальными: диаметральные вентиляторы с широкими колесами могут непосредственно присоединяться к воздуховодам, имеющим сечение в форме вытянутого прямоугольника; диаметральные вентиляторы могут создавать значительные давления даже при невысоких окружных скоростях рабочих колес, поскольку поток воздуха дважды пересекает лопаточное колесо.
Недостатки, мешающие более широкому применению диаметральных вентиляторов, состоят в следующем: невысокий КПД (максимальный 60–65%); повышенный уровень шума; возможность появления неустойчивых режимов работы в области, где с увеличением подачи наблюдается рост давления; существенные перегрузки электродвигателя при уменьшении сопротивления сети.
Поршневой нагнетатель (рис. 15) состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого перемещается поршень с кольцами, всасывающего и нагнета-
тельного клапанов. Поршень в корпусе совершает возвратно-поступательное движение. Преобразование вращательного движения привода в возвратно-поступательное движение поршня осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма. При движении поршня вправо открывается клапан 3, и жидкость заполняет пространство внутри корпуса. При этом клапан 4 закрыт. При движении поршня влево клапан 3 закрыт, открывается клапан 4, и жидкость выталкивается в нагнетательный трубопровод.
Поршневые нагнетатели имеют следующие достоинства: высокий КПД (до 95 %); возможность получения высоких давлений; независимость подачи от противодавления сети; возможность запуска в работу без предварительного залива (при использовании в качестве насосов). К недостаткам относятся громоздкость конструкции; невозможность использования для привода высокоскоростных электродвигателей из-за сложности привода через кривошипно-шатунный механизм; сложность регулирования подачи.
Зубчатый (шестеренный) насос(рис. 16) состоит из двух шестерен, расположенных в корпусе. Одна из шестерен приводится в движение расположенным на одной оси электродвигателем, а вторая получает вращение от первой благодаря плотному зацеплению зубьев. При работе жидкость захватывается зубьями колес, отжимается к стенкам корпуса и перемещается со стороны всасывания на сторону нагнетания. Переток жидкости в обратном направлении практически отсутствует из-за плотного сцепления зубьев.
Число зубьев в пределе может быть уменьшено до двух, при этом вращающиеся элементы будут иметь очертания, напоминающие восьмерку (рис. 17). В таком нагнетателе необходимо обеспечить привод от двигателя обеих «восьмерок», так как в отличие от зубчатых насосов они не имеют зацепления.
К достоинствам нагнетателей данного вида следует отнести компактность, простоту конструкции, отсутствие клапанов, возможность использования для привода высокоскоростных электродвигателей, независимость подачи от противодавления сети, реверсивность, возможность получения высоких давлений (5 МПа для шестеренного насоса, 0,5 МПа для насоса «восьмерочного» типа). Основные недостатки состоят в быстром износе рабочих органов, невысокой подаче и сравнительно низком КПД (до 0,75 %).
Пластинчатый нагнетатель (рис. 18), как и зубчатый, относится к группе роторных машин. Он состоит из цилиндрического корпуса, в котором эксцентрично расположен массивный ротор с радиальными продольными пазами, где свободно размещены пластины, выполненные из материала, хорошо сопротивляющегося истиранию. При вращении ротора пластины под действием центробежных сил выходят из пазов, прижимаются к внутренней поверхности корпуса, захватывают на стороне всасывания жидкость и перемещают ее к нагнетательному трубопроводу, т. е. пластины как бы выполняют роль поршня.
К достоинствам нагнетателя относятся высокая равномерность подачи, возможность непосредственного соединения с электродвигателем, отсутствие клапанов, реверсивность, независимость подачи от противодавления сети. К недостаткам следует отнести повышенную чувствительность к качеству перемещаемой жидкости (наличию в ней механических примесей), быстрый износ кромок пластин, довольно низкий КПД — 50 % (из-за перетекания жидкости через зазоры между кромками пластин и стенками корпуса).
В струйных нагнетателях смешение двух жидких или газообразных сред происходит под воздействием давления, создаваемого другими нагнетателями (например, насосами или вентиляторами). Движение перемещаемой жидкости обеспечивается струей рабочей жидкости.
Известны две конструктивные схемы струйных аппаратов. В аппаратах, выполненных по первой схеме (рис. 19), подмешиваемый поток поступает под углом 90° к оси аппарата. Вследствие больших потерь на удар при смешивании потоков КПД этих аппаратов очень низок и не превышает 25 %. В аппаратах, выполненных по второй схеме (рис. 20), подмешиваемый поток подводится вдоль оси аппарата. При этом, как доказал проф. П. Н. Каменев, их КПД может быть доведен до 43,5 %.
Любой струйный аппарат состоит из сопла, куда подается рабочая жидкость (вода, газ, пар), камеры смешения, где смешиваются рабочая и подсасываемая жидкости, и диффузора, в котором осуществляется преобразование кинетической энергии в потенциальную, т. е. создается давление.
Работает струйный аппарат следующим образом. Рабочая жидкость выходит из сопла с большой скоростью в виде струи, несущей большой запас кинетической энергии. Активная рабочая струя захватывает окружающую жидкость и передает ей часть своей энергии. Образовавшийся смешанный поток движется в проточной части аппарата. В камере смешения в результате обмена импульсами происходит выравнивание поля скоростей потока и за счет высвобождающейся кинетической энергии растет его статическое давление. Затем поток поступает в диффузор, где вследствие уменьшения скорости и, следовательно, динамического давления потока происходит увеличение статического давления.
К достоинствам струйных аппаратов следует отнести простоту конструкции и отсутствие подвижных элементов; к недостаткам — очень низкий КПД.
В пневматических нагнетателях (подъемниках)для подъема жидкости используется сжатый воздух или технический газ. Идея подъема жидкости сжатым воздухом возникла в конце XVIII в., но только спустя столетие нашла практическое применение для подъема воды и нефти из скважин. Аппарат, в котором воплотилась эта идея, получил название газлифт (эрлифт). Теория газлифта, правильно объясняющая его действие увлечением жидкости всплывающими пузырьками воздуха, была разработана лишь в 1941 г. Н. М. Герсеванозым. Существуют три типа газлифтов (рис. 21): I — с двумя трубами: газовой и для подъема жидкости (жидкостной); II — с одной газовой и III — с одной жидкостной трубой, установленной в обсадной трубе и опущенной в скважину.
В газлифте I-го и II-го типов сжатый воздух (или газ) под давлением нагнетается в скважину по газовой трубе, а в газлифте III-го типа воздух нагнетается в кольцевое пространство между обсадной и жидкостной трубами. В жидкостных трубах образуется смесь жидкости и воздуха (или газа) — эмульсия. Пузырьки воздуха (или газа) устремляются вверх, увлекая за собой жидкость. Достигнув верха труб, эмульсия изливается. Пузырьки воздуха (или газа) по мере движения вверх увеличиваются в объеме вследствие уменьшения в них давления, при этом возрастает скорость подъема эмульсии. При подъеме пузырьков часть жидкости не увлекается ими и падает вниз. Чем меньше скорость подъема эмульсии, тем больше утечка жидкости. Практикой установлены следующие оптимальные скорости движения эмульсии. При входе воздуха (или газа) v ³ 3м/с, при изливе v = 6¸8 м/с. При увеличении скорости быстро возрастают потери давления, а при ее уменьшении увеличивается скольжение пузырьков воздуха (или газа), что приводит к увеличению потерь жидкости. На выходе эмульсии из газлифта сепаратором производится разделение газа и жидкости. Сепаратором для воды служит отражатель в виде зонта, установленный в приемном баке. Эмульсия ударяется о внутреннюю поверхность отражателя, воздух улетучивается, а вода стекает с отражателя в бак, откуда по трубам направляется в систему водоснабжения.
Для нормальной работы газлифта необходимо, чтобы высота слоя жидкости в скважине была больше высоты ее подъема (H — h > h), а также, чтобы уровень жидкости был постоянным (так называемый динамический уровень), а коэффициент погружения К=Н/h находился в пределах 1,7. 3,5. Встречающиеся на практике газлифты имеют подачу 1. 500 м 3 /ч с высотой подъема воды 10. 200 м.
Несмотря на малый КПД (15. 36 %) подъем жидкости с помощью газлифтов обладает следующими достоинствами: простота устройства, отсутствие в скважине механизмов, надежность и бесперебойность действия, невысокие требования к качеству жидкости.
К пневматическим подъемникам относится и пневматическое устройство периодического действия (рис. 22). Подъем воды из резервуара 1 в бак 2 на высоту Нгосуществляется с помощью компрессора 3 и пневматического баллона 4. При отключенном компрессоре и открытых задвижках а и б баллон заполняется водой. Закрыв задвижки а и б, открывают задвижку в и, включив компрессор, вытесняют воду в бак. Цикл подачи осуществляется периодически.
Дата добавления: 2019-02-08 ; просмотров: 1135 ;
Вентиляторы: «Классификация нагнетателей. Общие сведения о нагнетателях. Динамические, струйные и объемные вентиляторы»
Нагнетатели относятся к классу гидравлических машин. Гидравлическая машина, в которой энергия жидкости передается другому носителю (в том числе и с преобразованием в другой вид энергии), называется гидравлическим двигателем. Одним из видов гидравлических двигателей является турбина, преобразующая, например, энергию пара в механическую энергию вращающегося вала, которая далее в генераторе преобразуется в электрическую энергию.
Нагнетатели выполняют функцию, обратную назначению гидравлических двигателей. По виду перемещаемых жидкостей нагнетатели делятся на две группы: насосы (перемещают капельные жидкости) и газодувные машины (перемещают газы).
Газодувные машины, в свою очередь, подразделяются на вентиляторы, газодувки и компрессоры.
Вентилятор (лат. ventilator ~ букв, веяльщик; от ventilo — вею,махаю, дую) — устройство, создающее избыточное (до 15 ООО Па)
давление воздуха или другого газа, в том числе и при наличии в перемещаемой среде примесей. По развиваемому давлению вентиля
торы делятся на вентиляторы низкого (до 1000 Па), среднего (1000—3000 Па) и высокого (3000-15000 Па) давления. Размеры рабочих
органов выпускаемых промышленностью вентиляторов изменяются в достаточно широких пределах. От нескольких сантиметров в мало
габаритных вентиляторах и до 8 м в вентиляторах специального назначения. Производительность отдельных образцов вентиляторов
составляет от нескольких литров до миллионов м3/ч перемещаемого воздуха.
Газодувки и компрессоры развивают давление свыше 15 000 Па. Различие между ними состоит в наличии или отсутствии
искусственного охлаждения рабочих органов. У газодувок отсутствуют системы искусственного охлаждения полостей, где происходит
сжатие перемещаемого газа.
Насос — устройство для перемещения капельной жидкости в результате передачи ей энергии (потенциальной и (или) кинетической) от внешнего источника. Наиболее крупные образцы современных типов насосов перемещают 100 000 м /ч жидкости и развивают
напор 3500 м и более. По развиваемому напору насосы делятся на низконапорные (Н < 20 м), средненапорные (20 < Н < 60 м) и высоконапорные (Н >60 м). По характеру и параметрам перемещаемой среды нагнетатели делятся на нагнетатели общего применения (общетехнические) и
специальные. В нагнетателях специального применения учтены особенности воздействия перемещаемой жидкости на конструктивные
элементы нагнетателя. Общетехнические нагнетатели предназначены для перемещения условно чистых воздуха или воды с параметрами,
близкими к нормальным. Вентиляторы специального применения бывают крышные, пылевые, искробезопасные, коррозионно-стойкие, дымососы, тропического исполнения и т.д. К специальным насосам относят теплофикационные, подпиточные, циркуляционные, конденсатные и т.п.
Классификация или разделение нагнетателей на группы с близкими или совпадающими свойствам (параметрами, характеристиками) достаточно сложная задача, вызванная прежде всего их большим разнообразием. В этой связи достаточно отметить, что по
ГОСТ 17398 «Насосы. Термины и определения» имеют собственные названия 130 различных насосов.
В настоящее время наиболее часто применяется классификация по способу повышения энергии перемещаемой жидкости и характеру течения ее в проточных частях нагнетателя.
Большинство нагнетателей по способу повышения энергии перемещаемой жидкости можно отнести к одной из трех групп:
динамические, струйные и объемные.
Динамические нагнетатели передают энергию жидкости в результате силового взаимодействия их рабочих органов с перемещаемым потоком. В струйных нагнетателях повышение энергии перемещаемой жидкости осуществляется за счет энергии струи другой жидкости. Нагнетатели этих групп повышают и потенциальную и кинетическую энергию перемещаемой среды. В объемных нагнетателях повышается потенциальная энергия жидкости за счет сжатия ее в рабочих полостях этой группы нагнетателей. Далее энергия сжатой среды может преобразовываться в кинетическую, расходоваться на перемещение жидкости по трубопроводной сети, совершать работу в технологических установках и т.д.
Представленные выше сведения о нагнетателях, а также краткая и в некоторой степени условная их классификация дают далеко не полные сведения обо всем многообразии данной группы гидравлических машин. Сбор полной информации о применяемых нагнетателях требует многолетних временных затрат целого трудового коллектива и с точки зрения отдельной узкой сферы их применения неимеет существенной практической пользы.
Радиальные (центробежные) нагнетатели являются самыми массовыми по применению в промышленных установках.
Правильней применение термина «ступица». Этот термин в дальнейшем и будет применяться в тексте учебника.
Рассматриваемый тип вентиляторов и насосов имеет одинаковый принцип действия. Вращающееся рабочее колесо лопатками
секционировано на отдельные межлопаточные каналы-ячейки. Находящаяся в них жидкость закручивается, и в этом состоянии на нее
действует центробежная сила Г, направленная вдоль радиуса и от оси вращения.
Общий характер движения жидкости в пределах рабочего колеса — вдоль радиуса, т.е. радиальный. В вентиляторостроении в мировой практике этот тип нагнетателя традиционно называют по характеру перемещения жидкости в рабочем колесе, т.е. радиальный.
В насосо- и компрессоростроении такие нагнетатели получили на звание центробежных, т.е. по характеру силы, действующей на поток перемещаемой жидкости.
При изменении направления вращения колеса направление действующей на жидкость силы не меняется. Она будет перемещаться тоже в том же направлении. Однако в этом случае направление движения жидкости в спиральном канале не будет совпадать с направлением вращения рабочего колеса и последнее, в силу формируемого на выходе поля скоростей, будет способствовать снижению производительности нагнетателя. Расход жидкости в обслуживаемой нагнетателем сети значительно снизится.
В радиальных (центробежных) нагнетателях рабочее колесо должно вращаться в направлении раскрытия спирального канала.
Радиальные (центробежные) нагнетатели относятся к классу нереверсивных. Изменение направления вращения рабочего колеса
не приводит к изменению направления перемещения рабочей жидкости.Этот тип нагнетателей при полной схожести параметров и размеров имеет промышленные образцы с вращением рабочего колеса «по» и «против» часовой стрелки, если смотреть со стороны всасывающего патрубка. При схожести принципа действия рассматриваемый вентилятор и насос имеют конструктивные отличия. Они обуславливаются существенным различием физических параметров перемещаемых жидкостей, и прежде всего различием объемной массы и вязкости.
В настоящее время радиальные нагнетатели, как уже было отмечено выше, являются самыми массовыми нагнетателями промышленного применения. Например, диаметр рабочего колеса применяемых в промышленности образцов вентиляторов изменяется от нескольких сантиметров до 5 м. Вентиляторы с таким рабочим колесом применяются для проветривания горных выработок и имеют производительность около 1 ООО ООО м3/ч. Широк диапазон и развиваемого промышленными образцами радиальных (центробежных) нагнетателей давления: от нескольких сотен Па у вентиляторов и до сотен МПа у насосов.
Этому типу нагнетателей научные и конструкторские учреждения уделяют значительное внимание, и по этой причине он имеет и наиболее совершенную конструкцию. Лучшие образцы радиальных вентиляторов созданы в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) им. Н.Е. Жуковского. Максимальный КПД этого типа промышленных образцов нагнетателей имеет значение 91%.
Единственный их недостаток обусловлен характером взаимного положения всасывающего и нагнетающего патрубков. Они могут быть включены в сеть только в месте поворота ее на угол в 90° и со смещением оси подводящих и отводящих трубопроводов.
Классификация нагнетателей
Статья: Классификация нагнетателей
Поможем написать реферат за 48 часов
docx Конспект лекции по дисциплине «Классификация нагнетателей», docx
Загружаем конспект в формате docx
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word ��
docx Конспект лекции по дисциплине «Классификация нагнетателей» docx Скачать
doc Конспект лекции по дисциплине «Классификация нагнетателей», Word формат
Слайд 2 Классификация нагнетателей 1. Классификация насосов. Насо́с — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя или мускульную энергию (в ручных насосах) в энергию потока жидкости, служащую для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов Насосы – это нагнетатели для перемещения жидкостей. Классификация насосов представлена на рис. 1. По способу действия насосы разделяют на 2 основных класса: динамические и объемные. Динамический насос – машина, повышающая энергию рабочего тела путем использования работы массовых сил потока, в которой постоянно соединен входом и выход насоса. В объемных насосах повышение энергии рабочего тела достигается силовым воздействием твердых рабочих органов, которые периодически соединяют вход и выход насоса. По конструкции динамические насосы разделяют на лопастные и струйные, а объемные на поршневые, роторные, шестеренчатые и винтовые. Лопастные насосы – это машины, в которых основным элементом является лопасть. К этому классу относятся: • центробежные насосы; • осевые насосы; • вихревые насосы; К струйным относят эжекторы. Объемные нагнетатели – это машины, работа которых состоит из всасывания жидкости и вытеснения ее рабочими органами. К ним относятся: • поршневые; • роторные; • шестеренчатые; • винтовые. Особые нагнетатели — эрлифты, гидравлические тараны, пневматические подъемники не имеют привода и каких-либо движущихся частей. Слайд 3 2. Параметры работы насосов Работа насосов характеризуется следующими показателями: • подача, или производительность – это количество жидкости, подаваемое нагнетателем за единицу времени. Различают массовую (М) и объемную (Q) подачу: Объемную подачу принято исчислять при условиях всасывания (ТН, рН Н) • полное давление, развиваемое нагнетателем, определяют из уравнения Д. Бернулли по следующей зависимости: где и – статические давления на входе в нагнетатель (начальное и на выходе нагнетателя (конечное), Па; и – средние скорости среды, подаваемой насосом, на входе и выходе, м/с. Второе слагаемое представляет собой разность динамических давлений. и – высота расположения центров входного и выходного отверстия нагнетателя, м. третье слагаемое является разностью геометрических давлений. Давление “p” представляет собой удельную энергию, передаваемую нагнетателем жидкости (газа) на 1 м3: т.е. энергию, отнесенную к единице объема. Слайд 4 • напор Н, создаваемый нагнетателем, представляет отношение где p – полное давление, H – полный напор. Напор фактически представляет высоту столба той жидкости, к потоку которого он относится. Напор нагнетателя определяется зависимостью Графически напор нагнетателя поясняется на рис. 1.9. Если пренебречь разницей динамического напора, которая часто бывает несущественна, полный напор можно представить только статическою частью Слайд 5 3. Классификация компрессоров ГОСТ 28567-90. Компрессоры. Термины и определения Компрессор – энергетическая машина или устройство для повышения давления и перемещения газа или их смесей (рабочей среды). Упрощенная и наиболее распространенная классификация компрессоров (К) приведена на рис. 1. Рабочий процесс компрессора – совокупность физических явлений, сопровождающих повышение давления и перемещение газа в компрессоре и обеспечивающих передачу газу механической энергии двигателя. К по принципу действия можно разделить на 2 основные группы: динамические и объемные. Динамический К – в котором рабочий процесс осуществляется путем динамического воздействия на непрерывный поток сжимаемого газа. Т.е. в К динамического действия газ сжимается в результате непрерывного подвода механической энергии. Объемный К – в котором рабочий процесс осуществляется в результате циклического изменения объемов рабочих камер. При классификации по конструкции объемные К разделяют на возвратно-поступательные и роторные, а динамические – на лопастные (турбокомпрессоры) и струйные. По типу рабочего органа. В зависимости от направления движения потока и типа рабочего колеса лопастные машины подразделяют на центробежные и осевые. Струйные машины представлены эжекторами. Возвратно-поступательные машины представлены поршневыми и мембранными машинами. Роторные – машины с вращающим сжимающим элементом, подразделяют на пластинчатые (шиберные), шестеренные, винтовые и спиральные. В свою очередь компрессоры по развиваемому давлению подразделяются на: • компрессор низкого давления — до 1,5 МПа; • компрессоры среднего давления – 1,5-10 МПа; • компрессоры высокого давления – 10-100 МПа; • компрессоры сверхвысокого давления – свыше 100 МПа. Слайд 6 Компрессоры можно классифицировать по целому ряду других признаков, например: Признак Тип компрессора по давлению всасываемого газа • нормальные – давление у всасывающего патрубка равно атмосферному; • дожимные – давление выше атмосферного; по роду привода • с механическим приводом – от трансмиссий, валов, локомотивных осей и т.д.; • с электрическим приводом – преимущественно от электродвигателей переменного тока; • с паросиловым приводом – от паровой машины, паровой турбины; • с приводом от газовой турбины; • с приводом от двигателя внутреннего сгорания; • газомоторные, представляющие из себя единую машину «газовый двигатель-компрессор»; по числу ступеней сжатия • одноступенчатые, • многоступенчатые; по местоположению компрессорного агрегата • стационарные — установленные на неподвижном фундаменте; • транспортные (передвижные, мобильные) — перемещающиеся со своей фундаментной рамой (авиационные, судовые, локомотивные и т.д.) или перемещающиеся на специальной тележке (для строительных работ, в шахтах и т.д.); по охлаждению • неохлаждаемые; • охлаждаемые водой с внутренним (рубашечным) охлаждением (во время цикла сжатия) и с промежуточным охлаждением (между ступенями сжатия); • охлаждаемые воздухом. 4. Параметры работы компрессоров Основными параметрами, характеризующими работу КМ являются: объемная подача Q, начальное р1 и конечное р2 давления или степень повышения давления , скорость вращения n и мощность N на валу. Таблица. Основные характеристики компрессорных машин Тип Назначение Подача, м3/мин Степень повышения давления Частота вращения n, мин–1 Поршневые Вакуум-насосы 0-100 1-50 50-1500 Компрессоры 0-500 2,5-1000 100-3000 Роторные Вакуум-насосы 0-100 1-50 250-6000 Газодувки 0-500 1,1-3 300-15000 Компрессоры 0-500 3-12 300-15000 Центробежные Вентиляторы 0-6000 1-1,15 300-3000 Газодувки 0-5000 1,1-4 300-3000 Компрессоры 100-4000 3-20 1500-45000 Осевые Вентиляторы 50-10000 1-1,04 750-10000 Компрессоры 100-15000 2-20 500-20000
Разместил пособие
LaurindEspar
Эксперт по предмету «Гидравлика»
Классификация и характеристики нагнетателей
Нагнетатели — нагнетательные машины для перемещения капельных жидкостей называются насосами, а газов — вентиляторами и компрессорами. По развиваемому давлению область применения насосов и компрессоров практически не ограничена, а вентиляторов в соответствии с рекомендациями СЭВ ограничивается 30 кПа, а в соответствии с нашими ГОСТами — 15 кПа. Компрессоры для небольших давлений, когда не требуется охлаждать сжимаемый газ, часто называют воздуходувками.
По принципу действия нагнетатели разделяются (Рис. 1.2) на объемные и лопастные *.
1.2. Классификация нагнетателей по принципам действия
Объемные нагнетатели, работающие при поступательном движении рабочего органа,— это поршневые, при вращательном — пластинчатые и зубчатые.
Все лопастные нагнетатели, работающие при вращательном движении рабочего органа (колеса),— центробежные (радиальные), осевые, вихревые.
Центробежные насосы так и продолжают называться центробежными, а центробежные вентиляторы теперь стали называться радиальными.
Центробежные (радиальные) нагнетатели, главным образом в применении для газов, бывают прямоточные, смерчевые, дисковые и несколько условно — диаметральные.
Давление в объемных нагнетателях повышается за счет непосредственного сжатия жидкости, а в лопастных — при ее закручивании.
Нагнетатели классифицируются также по целому ряду других признаков — например, в зависимости от привода — электрические, пневматические, паровые, ручные; вида соединения — одноступенчатые, многоступенчатые, параллельные (двойного всасывания); особенностей расположения — насосы вертикальные, погруженные (артезианские), вентиляторы — крышные; используемые для перемещения нагретых жидкостей — насосы сетевые и конденсатные, вентиляторы-дымососы; для перемещения жидкостей с твердыми примесями — насосы фекальные (канализационные), баттерные (гидрозолоудаление), песковые, землесосные, шламовые, вентиляторы — пылевые, смерчевые, мельничные (для пылевидного топлива); для перемещения агрессивных жидкостей — насосы кислотные, бензиновые; вентиляторы, защищенные от взрыва, коррозии и др.
Конструктивные и эксплуатационные особенности разных нагнетателей будут рассмотрены в гл. 6.
* Струйные аппараты не являются нагнетателями но ввиду их применения в системах теплогазосиабжения и вентиляции ниже в гл. 6 кратко рассматриваются.
Рис. 8. Схема центробежного насоса: 1 — входной патрубок; 2 — рабочее колесо; 3 — корпус; 4 — нагнетательный патрубок; 5 — лопатка
