Раздел 3. Гидравлические машины

Гидравлическая машина - устройство для преобразования энергии посредством жидкости

Центробежный насос – гидравлическая машина динамического типа, в которой энергия двигателя преобразуется в кинетическую энергию жидкости путем непрерывного взаимодействия рабочего органа и жидкости в проточной камере, постоянно сообщающейся с входным и выходным патрубками. На выходе из насоса за счет плавного расширения в диффузоре часть кинетической энергии жидкости преобразуется в энергию потенциального давления

Поршневой насос - гидравлическая машина объемного типа, в которой энергия двигателя преобразуется в потенциальную энергию жидкости путем периодического взаимодействия рабочего органа и жидкости в камере, попеременно сообщающейся с входным и выходным патрубками насоса.

Насосная установка - насос совместно с трубопроводами, арматурой обвязки и контрольно – измерительными приборами.

Схема центробежного насоса:

1-рабочее колесо, расположенное на валу двигателя; 2- лопасти; 3-корпус; 4- всасывающий патрубок с конфузором; 5-нагнетательный патрубок с диффузором.

Подвод жидкости осуществляется по всасывающему трубопроводу к центру рабочего колеса. Перед пуском насос заполняется жидкостью через специальное отверстие в корпусе или установкой его ниже питающего резервуара, («под залив»). Также необходимое разрежение во всасывающем патрубке можно получить специальным вакуум – насосом.

Характеристики насоса.

Подача (производительность), Q, м³/час - объем жидкости, подаваемой насосом в единицу времени.

Теоретическая подача

Q_Т = Q + q, где (3.1)

q – потери расхода (объема) в насосе за счет перепада давлений во всасывающей и нагнетательной полости. Объемные потери учитываются

объемным к.п.д. h_о= Q/Q+ q, (3.2)

h_О = 0, 95-0, 98.

Напор, Н, м – действительное приращение удельной энергии потока жидкости при прохождении ее через рабочие органы насоса.

Теоретический напор:

Н_т = Н + h_Г = (Р₂-Р₁)/rg + (u₂² -u₁²)/2g (3.3)

h - потери энергии за счет гидравлических сопротивлений учитываются

гидравлическим кпд h_Г = H / H+h. (3.4)

(h_Г =0, 8-0, 95).

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания, Нвак.доп, м.

Нвак.доп = Нвак -Dh, где (3.5)

Н_ВАК = Р_ВАК / r g - вакуумметрическая высота всасывания, которая определяется величиной теоретически возможного вакуума и свойствами перекачиваемой жидкости:

Dh - кавитационный запас, который составляет (0, 2 …0, 4) Р_Н..П../ r g или определяется по формуле Руднева:

, где (3.6)

n – частота вращения, об/мин;

С – кавитационный запас быстроходности.

Допустимая вакуумметрическая высота всасывания определяет геометрическую высоту всасывания.

Геометрическая высота всасывания Нг.вс – максимальная высота оси насоса над уровнем жидкости в питающем резервуаре. Она не должна превышать Нвак.доп. с учетом потерь h_П.ВС во всасывающем трубопроводе и создания в нем скоростного напора:

Нг.вс £ Нвак.доп – h_П.ВС - u²/2g (3.7)