- •Гидравлика и гидравлические машины
- •Глава 1. Введение. Свойства жидкости
- •1.3.2. Температурное расширение жидкости
- •1.3.3. Вязкость
- •1.4. Понятие о кавитации
- •Глава 2. Гидростатика
- •Глава 3. Гидродинамика
- •1.1. Предмет гидравлики
- •1.2. Основные свойства жидкости
- •1.3. Физические свойства жидкости
- •1.3.1. Сжимаемость жидкости
- •1.3.2. Температурное расширение жидкости
- •1.3.3. Вязкость
- •1.4. Понятие о кавитации
- •Глава 2. Гидростатика
- •2.1. Гидростатическое давление
- •2.2. Основное уравнение гидростатики
- •2.3. Закон Паскаля и его применение в технике
- •Глава 3. Гидродинамика
- •3.1. Задачи и методы гидродинамики
- •3.2. Виды движения жидкости
- •3.3 Понятие о струйчатом движении жидкости
- •3.4. Гидравлические элементы потока
- •3.5. Уравнение постоянства расхода (уравнение неразрывности)
- •3.6. Уравнение Бернулли
- •3.7. Потери напора
- •3.8. Применение уравнения Бернулли в технике
- •3.8.1. Расходомер Вентури
- •3.8.2. Измерительная шайба
- •3.8.3. Струйный насос (эжектор)
- •3.8.4. Трубка Пито
- •3.9. Потери напора при равномерном движении
- •3.10. Режимы движения вязкой жидкости
- •3.11. Местные сопротивления и потери энергии в них
- •3.11.1. Внезапное расширение трубы
- •3.11.2. Постепенное расширение. Диффузоры
- •3.11.3. Внезапное сужение трубы
- •3.11.4. Постепенное сужение трубы
- •3.11.5. Поворот трубы
- •3.11.6. Другие местные сопротивления
- •3.12. Потери напора в гидравлических системах
- •Глава 4. Гидравлический расчет трубопроводов
- •4.1. Основные формулы и методы,
- •4.2. Расчет простого трубопровода
- •Глава 5. Гидравлические машины
- •5.1. Классификация насосов
- •5.2. Основные рабочие параметры насосов
- •5.3. Центробежные насосы
- •5.4. Схема и принцип действия центробежного насоса
- •5.5. Допустимая высота всасывания. Явление кавитации
- •5.6. Шестеренчатые насосы
- •Глава 6. Гидроприводы и гидропередачи
- •6.1. Устройство и принцип действия гидропривода
- •6.2. Принцип расчета объемного гидропривода
- •6.3. Жидкости, применяемые в гидросистемах
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
- •Гидравлика и гидравлические машины
5.3. Центробежные насосы
В современной технике широко применяются центробежные насосы, отличающиеся друг от друга конструктивными особенностями и эксплуатационными данными. Основным органом всех центробежных насосов является рабочее колесо, преобразующее энергию вращения вала, на котором оно находится, в энергию жидкости, протекающей через колесо/3/.
Центробежные насосы различаются по типу лопастного колеса, по числу колес, по расположению вала колеса в пространстве, по условиям движения жидкости из рабочего колеса в корпус насоса, по способу соединения вала рабочего колеса в корпус насоса, по способу соединения вала рабочего колеса с двигателем, по величине создаваемого напора, по быстроходности.
Наиболее распространенным типом современного центробежного насоса являются насосы с горизонтальным валом, непосредственно соединенный с двигателем и имеющие отвод от рабочего колеса, выполненный в виде спиральной камеры (улитки). Такие насосы имеют наименьшие гидравлические и механические потери, а, следовательно, наиболее высокий КПД.
5.4. Схема и принцип действия центробежного насоса
Для понимания сущности рабочего процесса центробежного насоса разберем схему наиболее распространенного, в то же время простейшего, одноколесного насоса на горизонтальном валу (рис. 24).
Центробежный насос состоит из следующих основных частей: рабочего колеса 1, состоящего из диска с изогнутыми лопастями, оно жестко насажено на вал насоса 2; рабочее колесо заключено в неподвижный спиральный кожух – 3, который называется спиральной камерой. Жидкость поступает в насос через всасывающий трубопровод 4, который оборудован сеткой 5, предохраняющий насос от попадания посторонних предметов и обратным клапаном 6, предупреждающим обратное движение жидкости.
Из насоса жидкость поступает в нагнетательный трубопровод 7, где также имеется обратный клапан, который автоматически закрывается при остановке насоса и тем самым предохраняет насос от повышения давления. На нагнетательном трубопроводе 7 устанавливается задвижка 8, служащая для регулирования подачи жидкости насосом и отключения нагнетательной линии от насоса. Для заливки насоса перед пуском имеется специальный клапан 9.
В местах прохода вала сквозь стенки корпуса насоса установлены сальниковые уплотнения, которые препятствуют вытеканию жидкости из насоса и засасывание им воздуха.
Для наблюдения за режимом работы насоса на всасывающем трубопроводе перед рабочим колесом устанавливают вакуумметр В, а на нагнетательном перед задвижкой – манометр М.
Принцип действия центробежного насоса основан на работе центробежных сил, возникающих в потоке жидкости при вращении рабочего колеса.
Пуск насоса производится при условии заполнения его жидкостью (включая и всасывающую трубу). После того, как насос будет залит, пускают двигатель, при том, пускают его при закрытой задвижке 8 на напорном трубопроводе во избежание перегрузки. Двигатель приводит во вращение рабочее колесо насоса.
Жидкость, заполняющая рабочее колесо под действием центробежных сил начинает двигаться по каналам между лопастями рабочего колеса от центра к периферии, т.е. от входа в насос к выходу из него. Вследствие этого при входе в рабочее колесо в его центральной области создается вакуум. В результате перепада давления, действующего на свободную поверхность жидкости и давления в центре колеса, открывается обратный клапан и жидкость из резервуара по всасывающему трубопроводу поступает на рабочее колесо и далее в корпус и в напорный трубопровод. Таким образом создается непрерывный ток жидкости по системе, в которую включен насос.
Приведенная схема насоса является простейшей. В более сложных конструкциях вместо спиральной камеры (улитки) может быть поставлен лопаточный направляющий аппарат. Иногда несколько насосов конструктивно объединяют в один многоступенчатый насос с последовательным протеканием жидкости через отдельные ступени. Встречаются и другие усложнения, направленные на повышение мощности и экономичности насоса или на удовлетворение специальных эксплуатационных требований.