книги из ГПНТБ / Семидуберский, М. С. Насосы, компрессоры, вентиляторы учебник

М. С. СЕМИДУБЕРСКИЙ

НАСОСЫ, НОМПРЕССОРЫ, ВЕНТИЛЯТОРЫ

ИЗДАНИЕ ЧЕТВЕРТОЕ,

ПЕРЕРАБОТАННОЕ

И ДОПОЛНЕННОЕ

Допущено Министерством промышленности строительных материалов СССР

в качестве учебника для техникумов промышленности строительных материалов

МОСКВА «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1974

6П5.7

сзо

УДК 621.65:621.51:621.63(0.75)

Семидуберский М. С.

232 с. с ил.

Вкниге приведены сведения об устройстве, расчете насосов, компрессоров

ивентиляторов, широко применяемых в народном хозяйстве нашей страны,

ихарактеристики этих машин.

Вчетвертое издание включены вопросы автоматизации и элементы гид­

ропривода.

Учебник «Насосы, компрессоры, вентиляторы» составлен для техникумов, готовящих специалистов промышленности строительных материалов. Им могуі пользоваться также учащиеся горных, металлургических и химических тех­ никумов и лица, занятые эксплуатацией насосов, компрессоров, вентиляторов.

6П5.7

Рецензенты:

Преподаватель Вольского технологического техникума Цыплина 3. Е., инженер Котов А. И.

Михаил Срульевич Семидуберский

НАСОСЫ, КОМПРЕССОРЫ, ВЕНТИЛЯТОРЫ

Редактор М. Ф. Бурлак Художник В. 3. Казакевич

Художественный редактор Н. К. Гуторов Технический редактор Е. И. Герасимова Корректор Г. А. Чечеткина

Т-03555. Сдано в набор 24/V 1973 г. Подписано к печати'27/ІІ 1974 г. Формат в0Х901/16. Бум. тип. № 2. Объем 14,5 печ. л. Уч.-изд. л. 15,13. Изд:№ Стд.—154.

Тираж 40.000 экз. Зак. 2615. Цена 66 коп.

План выпуска литературы издательства «Высшая школа» (вузы и техникумы) на 1974 г. Позиция № 271.

Москва, К-51, Неглинная ул. д. 29/14, Издательство «Высшая школа»

Типография им. Анохина Управления по делам издательств, полиграфии и книжной торговли

Совета Министров Карельской АССР Петрозаводск, ул. «Правды», 4

(Б) Издательство «Высшая школа» 1974

Р А З Д Е Л П Е Р В Ы Й

НАСОСЫ

Г л а в а I

ПОРШНЕВЫЕ НАСОСЫ

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, УСТРОЙСТВО И КЛАССИФИКАЦИЯ

ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ

§ 1. Понятие о вакууме. Давление и напор

Всасывающее действие насоса выражается в создании внутри насоса вакуума. Вакуумом называется разность между атмосфер­ ным давлением ря и давлением в разреженном пространстве р, т. е. величина вакуума рв показывает, насколько давление в сосуде меньше атмосферного:

в сосуде р = ря) до рв = 1 -105 Н/м2 (когда давление в сосуде р = 0). Пусть в сосуде (рис. 1) р<Ср3. Присоединим к сосуду А изо­ гнутую трубку, конец которой опущен в открытый сосуд В с жид­ костью. Под действием атмосферного давления ввиду разрежения в трубке жидкость из сосуда В поднимется на высоту hB относи­

тельно поверхности п—п жидкости.

Основное уравнение гидравлики для сечения п—п:

причем

1 am = 9,8 • ІО4 Н/м2^г: 1 • Ю5 Н/м2 = 1 бар =

= ІО4 мм вод. ст. = 760 мм рт. ст.

5

Таким образом, теоретически предельная вакуумметрическая высота, т. е. наибольшая высота всасывания воды на насосе при­ близительно равна 10 м.'

Представим себе, что высота вертикальной трубки меньше 10 м,

до 4-н8 м, в зависимости от его типа и конструкции. В заключение следует подчеркнуть, что нельзя отождествлять высоту всасыва­ ния hB и длину всасы­ вающей трубы /, ко­ торые находятся в сле­ дующей зависимости

(рис. 2):

hR= I sin а.

Наиболее выгод­ ным является верти­ кальное расположение всасывающей трубы насоса.

Нагнетательное дей­ ствие насоса выра­ жается избыточным

давлением, которое в поршневом насосе создается силой, прило­ женной к поршню. Пусть сила давления Р действует на площадь F поршня (рис. 3), тогда отношение

6

называется средним гидростатическим давлением [Н/м2] на пло­ щади jF[m2] .

Как видно из (4), чем меньше площадь при данном значении силы давления, тем больше давление внутри жидкости. Поэтому поршневые насосы высокого давления отличаются небольшим ди­ аметром цилиндров. Из основного уравнения гидростатики (2) получаем

§ 2. Принцип действия поршневых насосов

Простейший поршневой насос (рис. 4) состоит из цилиндра 5, снабженного двумя клапанами (всасывающим 1 и нагнетатель­ ным 2) и поршня 6, совершающего возвратно-поступательное движение. К цилиндру подводятся две трубы: всасывающая 7, ко­ торая соединяет камеру 4 цилиндра с водоемом, и нагнетательная 3. При движении поршня вправо в камере 4 вследствие увеличения объема создается разрежение. Поэтому вода поднимается по тру­ бе, открывает всасывающий клапан 1 и заполняет левую полость цилиндра. При этом нагнетательный клапан 2 закрыт. Цилиндр заполняется водой до тех пор, пока поршень не займет крайнего правого положения. При ходе поршня влево внутри цилиндра соз­ дается давление, под действием которого (на основании закона Паскаля) всасывающий клапан 1 закрывается, а нагнетательный клапан 2 открывается, и вода выталкивается в нагнетательную трубу 3. При многократном возвратно-поступательном движении

7

поршня вода будет перемещаться по всасывающей трубе через цилиндр насоса в нагнетательную трубу. Характерным признаком поршневых насосов является принудительное выталкивание жид­ кости поршнем в сторону нагнетания. Поршень насоса приводится в движение от электрического двигателя или двигателя внутрен­

него сгорания, а иногда от парового двигателя.

Графическое изображение изменения давления в цилиндре пор­ шневой машины в зависимости от положения поршня называется индикаторной диаграммой. Нормальная индикаторная диаграмма насоса имеет вид прямоугольни­

ние. Если же насос работает под заливом, т. е. установлен ниже уровня перекачиваемой жидкѳ-

сти, то в цилиндре в период всасывания давление выше атмосфер­ ного; в этом случае линия А —А атмосферного давления пройдет ниже диаграммы.

Для нормального всасывания давление в цилиндре ррлзр дол­ жно быть меньше ра. Поэтому линия всасывания проходит ниже линии Л—А (длина линии ab — ход поршня). Для открывания всасывающего клапана, создающего механическое и гидравличе­ ское сопротивление, абсолютное давление в цилиндре должно быть еще меньше, чем рразр. При нагнетательном ходе поршня всасывающий клапан закрывается, и давление в цилиндре мгно­ венно возрастает до давления нагнетания рн. Больше того, в на­ чале нагнетания по вышеуказанным причинам давление в цилиндре должно быть несколько выше рп. После того как откроется нагне­ тательный клапан, давление в цилиндре рн остается постоянным (линия нагнетания cd параллельна оси абсцисс). С помощью инди­ каторной диаграммы контролируется работа насоса и определяет­ ся его индикаторная мощность.

8

§3. Детали поршневых насосов

Косновным деталям поршневого насоса (рис. 6) относятся кор­ пус, поршень, сальники и клапаны.

Корпус 3 насоса представляет собой главную несущую конст­ рукцию, в которой монтируются все рабочие и движущиеся дета­ ли: поршень 14, клапаны 10 и 15, сальник 13, воздушные колпаки16

16 и 9. При помощи корпуса вся машина крепится на фундаменте, поэтому он выполняется прочным и жестким. Корпус состоит из цилиндра и рабочих камер, обычно отливаемых из чугуна. Для крупных насосов высокого давления они растачиваются из сталь­ ной поковки. Если насос предназначается для перекачивания жид­ кости, химически действующей на чугун, то корпус его отливается из сплавов (например, из хромоникелевой стали), реже — из брон­ зы), или же чугунные цилиндры имеют внутри бронзовые гильзы, если насос перекачивает слабые кислоты. Пришедшие в негодность гильзы периодически заменяются новыми, чем достигается боль-

9