Pompă DIY cu piston pentru apă. Tipuri de pompe de lichid cu piston și caracteristicile lor de proiectare
Figura prezintă structura de bază a unei pompe cu acțiune simplă acționată de mașini care efectuează mișcare de rotație, de exemplu, de la un motor electric.
Pompa cu piston este formată dintr-o cameră de lucru 1, în interiorul căreia sunt supape de aspirație B (k) și de evacuare H (k); cilindrul -5, pistonul-3, alternativ în interiorul cilindrului; conducte de aspirație 2 și presiune 6 de derivație. Pentru a transforma mișcarea de rotație a manivelei 9 în mișcarea alternativă a pistonului, se folosesc tija 4, glisorul 7 și biela 8.
În funcție de scop, condițiile de funcționare și caracteristicile de proiectare, pompele cu piston sunt clasificate după cum urmează: După tipul de acțiune După metoda de acționare După proiectarea corpului de lucru După scop
Pompe cu piston după tipul de acțiune
1) pompe acțiune simplă;
2) pompe cu dublă acțiune.
Pompele cu dublă acțiune au camere de lucru 1 și 2 pe ambele părți ale cilindrului, fiecare dintre ele având presiunea 3 și 4 și supape de aspirație 5 și 6. Prin urmare, ca și în timpul cursei pistonului 10, antrenat de tija 12, în cilindrul 11 la stânga și la dreapta, există atât aspirație, cât și refulare. De exemplu, în timpul cursei pistonului spre dreapta în camera 1, supapa de aspirație 5 este deschisă și lichidul este aspirat, iar în camera 2, supapa de refulare 4 este deschisă, lichidul este alimentat la conducta de presiune. Astfel, într-o cursă de lucru a pistonului (mișcare la dreapta și la stânga), volumul de lichid este pompat aproape dublu față de pompele cu acțiune simplă Capacele de aer 7 la aspirație și 8 la refulare, conectate prin un tub 9, serveşte la reducerea pulsaţiei lichidului pompat;
3)construit pompe. Ele constau din trei cilindri cu acțiune simplă, ale căror pistoane sunt montate pe un arbore cotit comun, iar manivelele sunt situate la un unghi de 120 ° una față de cealaltă. Astfel, pentru fiecare treime din rotația arborelui, o porție de apă este aspirată și distribuită, ceea ce realizează un lucru mai uniform;
4) îngemănat pompe cu dublă acțiune.
Pompa este formată din două pompe cu dublă acțiune cu racorduri comune de aspirație și refulare;
5) diferenţial pompe.
Într-o pompă diferențială, lichidul este furnizat mai uniform, în două trepte; în timpul cursei pistonului 2 spre stânga, o parte din lichid intră în cavitatea dreaptă a cilindrului 1, iar în timpul cursei pistonului spre dreapta, este introdus în conductă în prezența a doar două supape 4 - aspirație și 5 - descărcare, în loc de patru. În fig. ilustrat: 8 - capac de aspirare a aerului, 6 - capac de aer sub presiune, 7 - duză de refulare, 8 - tijă. Dimensiunile unei pompe diferențiale sunt aproape aceleași cu cele ale uneia simple. Tija 8 a pompei diferențiale este realizată cu o suprafață în secțiune transversală egală cu jumătate din suprafața pistonului; apoi sunt alimentate volume egale pentru fiecare mutare.
Pompe cu piston prin metoda de acționare:
1) condus, acționat de un motor separat conectat la pompă printr-un mecanism cu manivelă sau altă transmisie;
2) abur - acţiune directă; au pistoanele pompei 1 și 3, iar cilindrul de abur 2 are o tijă comună 4
3) manual, acţionat manual. Aceste pompe de tip BKF au găsit o aplicație largă.
Prin proiectarea corpului de lucru:
1) piston propriu-zis, în care un piston cu disc se mișcă într-un cilindru alezat. Inelele sau manșetele de etanșare sunt folosite ca etanșare a pistonului;
2) piston (stâncos), în care corpul de lucru este un piston sub formă de sticlă gol, care se mișcă în glanda de etanșare fără a atinge pereții interiori ai cilindrului. În funcționare, aceste pompe sunt mai ușoare, deoarece nu au segmente de piston, manșete, etc. în fig. este dată o diagramă a unei astfel de pompe, unde 1 este un sucitor; 2 - cilindru; 3 - cutie de presa; 4 - capac de aer al suflantei; 5 - camera de aspirare a aerului; В (к) și Н (к) - supape de aspirație și refulare;
3) diafragmă, în care corpul de lucru este o diafragmă flexibilă din material cauciucat sau piele;
4) pompe de apă adâncă cu piston traversant.
La programare:
1) apă;
2) canalizare;
3) acide și alcaline;
4) ulei, etc.
Pompe cu jet de apa
Principiul de funcționare al unei pompe cu jet de apă sau al unui lift hidraulic se bazează pe transferul de energie cinetică de către fluidul de lucru al lichidului pompat. Lichidul de lucru (auxiliar) are o rezervă mare de energie în comparație cu rezerva de energie a lichidului pompat. Pomparea are loc datorită acțiunii unui flux de fluid cu o mare cantitate de energie, pe altul fără mecanisme intermediare. Instalarea unui ascensor hidraulic constă dintr-o pompă auxiliară (de alimentare) 1, o conductă de alimentare 2, un ascensor hidraulic 3, o conductă de aspirație 4, o conductă de presiune 5. Apa sub presiune mare trece prin duza convergentă a ascensorului hidraulic 3. .
Datorită creșterii puternice a vitezei în constrângerea duzei elevatorului hidraulic, presiunea p în camera de amestec scade și devine mai mică decât atmosferică. Sub influența presiunii atmosferice, lichidul din rezervor
Pompe cu piston se numără printre pompele volumetrice în care mișcarea lichidului se realizează prin deplasarea acestuia din camerele de lucru staționare prin dispozitive de deplasare. Camera de lucru o pompă volumetrică este un spațiu restrâns care comunică alternativ cu intrarea și ieșirea pompei. Deplasator se numește corpul de lucru al pompei, care deplasează lichidul din camerele de lucru (plonjor, piston, diafragmă).
Pompele cu piston se clasifică după următorii indicatori: 1) după tipul deplasatoarelor: piston, piston și diafragmă; 2) după natura mișcării verigii conducătoare: mișcarea alternativă a verigii conducătoare; mișcarea de rotație a bielei de antrenare (pompe cu manivelă și came); 3) după numărul de cicluri de pompare și aspirație într-o dublă cursă: cu acțiune simplă; cu dublă acţiune. 4) după numărul de pistoane: cu un singur piston; cu două pistoane; multi-piston.
Orez. 7.3. Pompă cu piston cu acțiune simplă
Pompă cu acțiune simplă ... O diagramă a unei pompe cu acțiune simplă este prezentată în Fig. 7.3. Piston 2 conectat la mecanismul manivelei prin tijă 3 , ca urmare a căreia se deplasează alternativ în cilindru 1 ... Când pistonul se deplasează spre dreapta, creează un vid în camera de lucru, în urma căruia supapa de aspirație 6 lichidul se ridică și din rezervorul de alimentare 4 prin conducta de aspirație 5 intră în camera de lucru 7 ... Când pistonul se deplasează înapoi (la stânga), supapa de aspirație se închide și supapa de refulare 8 se deschide și lichidul este pompat în conducta de refulare 9 .
Deoarece fiecare rotație a motorului corespunde a două curse de piston, dintre care doar una corespunde debitului, productivitatea teoretică de o secundă va fi
Unde F- suprafata pistonului, m2; l- cursa pistonului, m; n- turația motorului, rpm.
Pentru a crește performanța pompelor cu piston, acestea sunt adesea realizate duble, triple etc. Pistoanele acestor pompe sunt antrenate de la un arbore cotit cu genunchi decalați.
Performanța reală a pompei Q mai puțin decât teoretic, deoarece scurgerile apar din cauza închiderii premature a supapelor, a scurgerilor în supape și a etanșărilor pistonului și tijei, precum și a umplerii incomplete a camerei de lucru.
Raportul real de alimentare Q la teoretic Q T numită eficiența volumetrică a unei pompe cu piston:
Eficiența volumetrică este principalul indicator economic care caracterizează funcționarea pompei.
Orez. 7.4. Pompă cu piston cu dublă acțiune
Pompă cu dublă acțiune ... O alimentare mai uniformă și mai crescută cu fluid, în comparație cu o pompă cu acțiune simplă, poate fi realizată cu o pompă cu dublă acțiune (Fig. 7.4), în care procesele de aspirație și refulare corespund fiecărei curse a pistonului. Aceste pompe sunt orizontale și verticale, acestea din urmă fiind cele mai compacte. Capacitatea teoretică a unei pompe cu dublă acțiune va fi
Unde f- suprafata stoc, m 2.
Orez. 7.5. Diagrama unei pompe cu piston cu piston diferenţial
Pompă diferențială ... În pompa diferenţială (fig.7.5) pistonul 4 se mișcă într-un cilindru ușor prelucrat 5 ... Pistonul este etanșat cu o etanșare de ulei 3 (opțiune eu) sau spațiu liber mic (opțiune II) cu peretele cilindrului. Pompa are doua supape: aspiratie 7 și injecție 6 precum și o cameră auxiliară 1 ... Aspirația are loc într-o cursă a pistonului, iar evacuarea are loc în ambele curse. Deci, în timpul cursei pistonului la stânga din camera auxiliară în conducta de livrare 2 deplasat de un volum de lichid egal cu (F - f) l; în timpul cursei pistonului spre dreapta, un volum de lichid egal cu f l... Astfel, pentru ambele curse ale pistonului, un volum de lichid egal cu
(F - f) l + fl = Fl
acestea. cât este alimentat de o pompă cu acţiune simplă. Singura diferență este că această cantitate de fluid este furnizată pentru ambele curse ale pistonului, prin urmare, alimentarea este mai uniformă.
Pompele conform GOST 17398, conform principiului de funcționare și proiectare, sunt împărțite în două grupuri principale - dinamice și de deplasare (tabel).
Pompele dinamice includ pompe în care fluidul din cameră se mișcă sub forță și are o comunicare constantă cu duzele de intrare și de evacuare. Această acțiune de forță se realizează cu ajutorul unui rotor, care conferă fluidului energie cinetică, care este transformată în energie de presiune. Pompele cu palete, pompele electromagnetice, cu frecare și inerțiale sunt dinamice.
Pompele de deplasare includ pompe în care energia lichidului este comunicată după principiul deplasării periodice mecanice a lichidului de către fluidul de lucru, care creează o anumită presiune a lichidului în timpul mișcării. În pompele volumetrice, lichidul primește energie ca urmare a unei modificări periodice a volumului închis, care comunică alternativ cu intrarea și apoi cu ieșirea pompei. Pompele volumetrice sunt pompe cu piston, piston, cu diafragmă, rotative și cu roți dintate.
Pompele cu palete se numesc pompe în care transferul de energie se realizează cu ajutorul unui rotor rotativ (care servește drept corp de lucru), prin interacțiunea dinamică a palelor rotorului cu fluidul care curge în jurul lor. Pompele cu palete sunt centrifuge, axiale și diagonale.
Pompele cu palete sunt numite pompe centrifuge cu mișcarea lichidului prin rotor de la centru spre periferie, pompe axiale cu palete (GOST 9366) cu mișcarea lichidului prin rotor în direcția axei sale. Rotoarele pompelor cu flux axial constau din mai multe cavități elicoidale sub formă de pale de elice.
Pompele de frecare și inerție sunt un grup de pompe dinamice în care transferul de energie către un fluid se realizează prin forțe de frecare și inerție. Acestea includ pompele vortex, șurub, labirint, vierme și cu jet. Pompele cu palete sunt, de asemenea, clasificate în funcție de înălțime, putere și factor de viteză.
Prin presiune(m st. lichid) pompe se disting: joasă presiune până la 20 m, medie presiune de la 20 la 60, înaltă presiune peste 60.
Prin putere Pompele (kW) pot fi micropompe de până la 0,4, mici până la 4, mici până la 100 la un debit de 0,5 m 3 / s, medii până la 400, mari peste 400 la un debit de peste 0,5 m 3 / s, unic peste 8000 la hrănirea peste 20 m 3/s.
După factorul de viteză
,
unde n este frecvența de rotație, rpm; Q - alimentare, m 3 / s; H - cap, m.
În această formulă, capul H pentru pompele multietajate este înțeles ca capul dezvoltat de o roată (etapă). Dacă pompa are un rotor cu dublă admisie, înlocuiți o valoare Q egală cu jumătate de debit. Factorul de turație este cea mai completă caracteristică hidraulică a pompelor centrifuge, face posibilă clasificarea pompelor nu după un singur parametru individual (debit, înălțime sau turație), ci după totalitatea lor și oferă o bază pentru compararea diferitelor tipuri de pompe și alegerea unei pompe care este cea mai potrivită pentru lucru în condiții specificate. Pentru pompele cu palete de diferite tipuri, valorile ns rpm sunt date mai jos:
Cele centrifuge sunt cu viteză mică 50... 80, normale 80... 150, cu viteză mare 350... .500. Pompele diagonale au un coeficient. viteza este în intervalul 350 ... 500, iar în axial 500 ... 1500.
Factorul de turație ns determină și forma rotorului pompei. Ca exemplu, luați în considerare roțile pompelor cu viteză diferită. O roată cu viteză mică se caracterizează prin faptul că diametrul de ieșire este mult mai mare decât diametrul de intrare, iar roata are o lățime relativ mică. Odată cu creșterea vitezei, această diferență scade, lățimea crește, iar apoi roata se transformă în diagonală și axială.
Clasificarea pompelor după proiectare și scop.
La clasificarea pompelor cu palete după proiectare se țin cont de următoarele semne: amplasarea axei de rotație (verticală, orizontală), amplasarea și execuția suporturilor (consola, cu suporturi exterioare sau interne etc.), numărul de roți (cu una, două și mai multe trepte), execuție de intrare și ieșire (cu o intrare semi-spirală sau cu cameră, cu o ieșire a lamei etc.), prezența reglajului, designul corpului (cu un conector longitudinal , secțional etc.), scufundare sub nivel, tip de etanșare (cu o glandă moale, cu etanșare mecanică, etc.), proiectarea rotorului (cu rotor deschis sau închis, paletă rotativă, cu un rotor cu două căi intrare etc.), capacitatea de autoamorsare, etanșeitate, prezența unei combinații constructive cu motorul, sistemele de încălzire sau de răcire, șurub din amonte, scop (pentru instalarea într-un puț, capsulă etc.).
La clasificarea după scop, pompele se disting: de uz general (tabel) pentru pomparea apei curate cu un conținut mic de particule în suspensie; pentru pomparea nămolului sau a solului - drage, pământ și noroi; pentru alimentarea cu apă din puțuri - submersibil electric cu un motor situat sub nivelul apei și cele adânci, în care motorul este instalat deasupra puțului, iar pompa este situată în puț sub apă (un arbore secțional merge de la pompă la motorul, ținut în rulmenți de ghidare instalați în încrucișările dintre secțiunile conductelor de ridicare a apei); pentru pomparea benzinei, kerosenului sau uleiurilor, chimicale etc.
Pompele de tip K și KM sunt pompe suspendate cu o singură treaptă, cu intrare de lichid în rotor pe o parte. Au următoarele caracteristici: înălțime 8,8 ... 9,8 m, înălțime de aspirație până la 8 m și debit 4,5 ... 360 m/h.
In functie de marime, fiecare pompa are propria sa marca, care indica diametrul conductei de admisie, coeficientul de viteza si tipul pompei. Deci, numărul 8 pentru pompa cantilever marca 8K-18 înseamnă diametrul conductei de admisie (mm), redus de 25 de ori, tipul cantilever al pompei este desemnat cu litera K, iar numărul 18 este viteza pompei. factor redus de 10 ori.
Pompele de tip ND sunt pompe orizontale cu o singură roată, cu alimentare cu lichid în două căi la rotor. Există trei tipuri de astfel de pompe: NDH (înălțime scăzută), NDs (înălțime medie) și NDv (înălțime mare). Fiecare dintre cele trei soiuri vine în mai multe dimensiuni. Diametrul conductei de refulare (mm), redus (rotunjit) de 25 de ori, este indicat printr-un număr în fața literelor din marca pompei. Înălțimea de aspirație a unor astfel de pompe nu este niciodată mai mare de 7 m.
Pompele de tip NDN au un debit de 1350 ... 5000 m3/h și o înălțime de la 10 la 32 m;
pompe de tip NDs - debit 216 ... 6500 m3 / h și înălțime 18 ... 90 m,
pompe de tip NDv, debit de la 90 la 720 m3/h și înălțime 22 ... 104 m.
Pompele de tip NMK, TsNS, TsNNM, TsK sunt pompe orizontale cu mai multe trepte, în care lichidul este furnizat de ambele părți către primul rotor. Aceste pompe au mai multe soiuri cu un număr de roți de la 2 la 11. Înălțimea lor este de până la 2000 m și un debit de 3600 m3 / h.
Grupul de pompe centrifuge orizontale include pompe cu o singură roată de tip D cu un debit de 380 ... 12.500 m3/h și o înălțime de 12 ... 137 m, pompe cu patru trepte de tip M cu un debit de 700 ... 1200 m3 / h și o înălțime de 240 ... 350 m pompe cu trei și cinci trepte de tip MD cu un debit de 90 ... 320 m / h și o înălțime de 138 ... 725 m pompe secționale cu patru și șase trepte de tip НГМ cu un debit de 54 ... 90 m / h și o înălțime de 102 .. .210 m.
Luați în considerare pompe centrifuge și axiale verticale pentru pomparea apei și a lichidelor curate.
Pompe de tip NDsV - sunt produse în două dimensiuni standard 207 DV și 24 NDv. Acestea sunt pompe verticale cu o singură treaptă, cu cap mediu, cu o intrare de lichid pe două fețe în rotor. Debitul este de 2700 ... 6500 m3 / h, înălțimea este de 40 ... 79 m.
Pompele de tip B sunt cele mai mari pompe verticale cu o singură treaptă, cu intrare unidirecțională a lichidului în rotor. Sunt produse cu un debit de la 3000 la 6500 m3/h, o înălțime de 18 ... 72 m în mai multe dimensiuni standard.
Pompe axiale... Pompele cu palete, în care lichidul se deplasează prin rotor paralel cu axa acestuia, se numesc axiale.
Aceste pompe sunt concepute pentru a furniza cantități mari de lichid la înălțimi relativ mici. La pompele axiale, fluxul de lichid care părăsește canalele rotorului are un vârtej, cu o structură învolburată și, căzând în canalele staționare ale aparatului de îndreptare, se derulează, transformându-se treptat în direcția axială.
Avantajele pompelor cu debit axial: simplitate și design compact. Designul compact este esențial pentru debite mari și, prin urmare, pentru diametre mari de țevi. Pompele axiale pot fi instalate pe o conductă verticală, orizontală sau înclinată.
În pompele cu flux axial, fluidul, în mișcare înainte, primește simultan o mișcare de rotație creată de rotor. Pentru a elimina mișcarea de rotație a lichidului, se folosește o paletă de ghidare, prin care lichidul curge înainte de a ieși în conducta de presiune.
Pompe diagonale. Prin proiectare, pompele diagonale sunt similare cu cele axiale, principala lor diferență este în forma rotorului. Mediul lichid se deplasează în rotor la un unghi față de axa pompei (diagonală), ceea ce determină denumirea acestor pompe.
O pompă cu palete rotative diagonale cu un rotor cu diametrul de 2 m (Fig.) Este proiectată pentru o înălțime de 30 m. Paletele rotorului pot fi montate rigid și pot fi rotative, adică instalarea lor este reglabilă.
Pompele cu inel de lichid aparțin grupului de pompe autoamorsante sau de vid.
Dispozitivul lor este astfel încât să poată aspira atât aer, cât și apă. Un mare dezavantaj al pompelor centrifuge de modele convenționale este incapacitatea lor de a autoaspira lichid, deoarece aerul aflat inițial în conducta de aspirație, din cauza masei sale reduse, nu poate fi pompat pentru a crea un vid suficient de profund care să permită lichidului să se ridice. înainte de a umple rotorul pompei cu acesta. Pompele cu inel de lichid pot crea un vid semnificativ în aer și, în consecință, ridică lichidul prin conducta de aspirație la o înălțime suficient de mare, adică pot aspira ele însele lichidul fără amorsarea mai întâi a pompei. Acest fenomen se numește autoamorsare.
Pompele cu inel de lichid sunt folosite ca unități independente pentru pomparea gazelor sau lichidelor, dar mai des ca instalații auxiliare pentru a asigura umplerea pompelor centrifuge mari, precum și pentru a crea și menține vidul în diverse recipiente și aparate.
Înălțimea unei pompe vortex este de 4 ... 6 ori mai mare decât cea a unei pompe centrifuge, cu aceleași dimensiuni și turație. Pompele Vortex sunt produse într-o singură treaptă și în două trepte. În plus, pompele vortex sunt autoamorsante, ceea ce le permite să fie utilizate ca pompe de vid atunci când se umple pompe centrifuge mari. Pompele vortex au o eficiență relativ scăzută (25 ... 55%). Sunt produse pompe combinate în care atât roțile vortex, cât și roțile centrifuge sunt amplasate în aceeași carcasă.
Compararea datelor tehnice ale pompelor vortex și centrifuge vortex arată că la aceleași debite pompele vortex și centrifugale funcționează la înălțimi mai mari, dar eficiență relativ scăzută.
Transporturi aeriene ( emulsii de ridicare a apei). Transporturile aeriene sunt utilizate în sistemul de canalizare pentru a ridica fecale menajere și ape uzate industriale reziduale.
De obicei, un transport aerian este un tub de ridicare conceput pentru a ridica un amestec de apă și aer. Conducta este coborâtă într-un puț, în care aerul comprimat este furnizat printr-o altă conductă. Ambele țevi sunt introduse în carcasa puțului și coborâte la nivelul apei.
Principiul transportului aerian este următorul. Când este scufundat în apă, ridicătorul se umple cu apă. Aerul furnizat conductei cu apă formează un amestec apă-aer, care are o densitate mai mică în comparație cu apa și, prin urmare, se ridică la un nivel mai înalt. Astfel, apa este transportată de la fântână la rezervorul apă-aer. Aici apa este eliberată de aer și curge prin gravitație către consumator.
În cazul utilizării temporare a instalațiilor de ridicare cu aer (de exemplu, la construcție în timpul deshidratării sau la sondaje la efectuarea pompelor de testare), puteți face fără conducte de ridicare a apei. În acest caz, aerul furnizat prin conducta de ridicare 4 este eliberat direct în carcasă, unde se amestecă cu apa. Emulsia apă-aer rezultată va fi turnată direct prin carcasă.
Avantajele transporturilor aeriene: absența frecării și blocării pieselor în puț, posibilitatea trecerii apei contaminate și utilizarea puțurilor deviate, simplitatea dispozitivului etc.
Principalele dezavantaje: eficiența scăzută a instalației de transport aerian (10 ... 15%), necesitatea unei a doua ridicări a apei din rezervorul de colectare către consumator folosind o pompă centrifugă sau altă pompă și necesitatea unei pompe semnificative (cel puțin 50). % din înălțimea totală) scufundarea duzei de transport aerian sub orizontul dinamic al apei ( ACM), formată în timpul funcționării transportului aerian.
Întrebarea numărul 36. Capul pompei dinamice.
Înălțimea dinamică a pompei este creșterea energiei cinetice a unei unități de masă de lichid din pompă.
Aceasta este partea din înălțimea totală legată de viteza fluidului. Înălțimea dinamică Hd este determinată de următoarea formulă: Hd = v / 2g unde: V este viteza fluidului măsurată la intrare (în m / s); g - accelerația gravitației (în m/s?). Dacă duzele de intrare și de evacuare au diametre diferite, capul dinamic este diferența dintre capul dinamic la aspirație și la evacuare. Dacă conductele de intrare și de evacuare au același diametru, atunci nu există un cap dinamic.
Întrebarea numărul 37. Productivitatea, puterea și eficiența unei pompe dinamice.
Productivitatea (Q) este de obicei exprimată în metri cubi pe oră (m 3 / oră). Deoarece fluidele sunt complet incompresibile, există o relație directă între capacitate sau debit, dimensiunea conductei și viteza fluidului. Această relație are forma: Unde ID - diametrul interior al conductei, inch V - viteza fluidului, m / s Q - productivitate, (m 3 / oră)
Orez. 1. Cap de aspirație - arată capetele geometrice dintr-un sistem de pompare unde pompa se află deasupra rezervorului de aspirație (înălțimea statică)
Putere și eficiență Munca efectuată de o pompă este o funcție de înălțimea totală și greutatea fluidului pompat într-o anumită perioadă de timp. De regulă, formulele folosesc parametrul de performanță al pompei (m 3 / h) și densitatea lichidului în loc de greutate. Puterea pompei (bhp) este puterea efectivă furnizată arborelui pompei de către motorul electric. Puterea de ieșire a pompei sau hidraulică (whp) este puterea transmisă de pompă mediului lichid. Aceste două definiții sunt exprimate prin următoarele formule. 
Puterea la intrarea pompei (consumul de putere) este mai mare decât puterea la ieșirea pompei sau puterea hidraulică din cauza pierderilor mecanice și hidraulice apărute în pompă. Prin urmare, eficiența pompei (COP) este definită ca raportul dintre aceste două valori. 
Viteza si tipul pompei Viteza este un factor de proiectare utilizat pentru a clasifica rotoarele pompei după tip și dimensiune. Este definită ca viteza unui rotor similar din punct de vedere geometric care furnizează 0,075 m 3 / s fluid la 1 m înălțime. să fie înțeles.ca factor de calcul al anumitor caracteristici ale pompei. Pentru a determina coeficientul de viteză, se utilizează următoarea formulă: 
Unde N - Viteza pompei (în rpm) Q - Productivitate (m 3 / min) în punctul de eficiență maximă. H - Cap în punctul de maximă eficiență. Viteza determină geometria sau clasa rotorului, așa cum se arată în fig. 3 
Orez. 3 Forma și viteza roții Pe măsură ce viteza crește, raportul dintre diametrul exterior D2 al rotorului și diametrul de intrare D1 scade. Acest raport este de 1,0 pentru un rotor cu debit axial. Rotoarele cu palete radiale (Ns scăzut) generează înălțime prin forța centrifugă. Pompele cu Ns mai mare generează înălțime parțial cu aceeași forță centrifugă și parțial cu forțe axiale. Cu cât coeficientul de viteză este mai mare, cu atât ponderea forțelor axiale în crearea presiunii este mai mare. Pompele cu debit axial sau cu elice cu un factor de viteză de 10.000 (în unități americane) și mai mult creează o înălțime exclusiv datorită forțelor axiale. Rotoarele cu debit radial sunt utilizate în mod obișnuit atunci când sunt necesare înălțimi mari și capacitate mică, în timp ce rotoarele cu debit axial sunt utilizate pentru pomparea unor volume mari de lichid la înălțimi mici. Cap de cavitație (NPSH), presiune de intrare și cavitație Institutul Hidraulic definește parametrul NPSH ca diferența dintre înălțimea lichidului absolut la intrarea în rotor și presiunea vaporilor saturați. Cu alte cuvinte, acesta este excesul de energie internă a lichidului la intrarea în rotor la presiunea sa de vapori saturați. Acest raport vă permite să determinați dacă lichidul din pompă fierbe în punctul de presiune minimă. Presiunea pe care o exercită un lichid asupra suprafețelor înconjurătoare depinde de temperatură. Această presiune se numește presiunea vaporilor și este o caracteristică unică a oricărui lichid care crește odată cu temperatura. Când presiunea de vapori saturați a lichidului atinge presiunea ambientală, lichidul începe să se evapore sau să fiarbă. Temperatura la care are loc această vaporizare va scădea pe măsură ce presiunea ambientală scade. La evaporare, lichidul crește semnificativ în volum. Un metru cub de apă la temperatura camerei se transformă în 1700 de metri cubi de abur (vapori) la aceeași temperatură. Din cele de mai sus, se poate observa că dacă dorim să pompăm lichid eficient, trebuie să-l menținem în stare lichidă. Astfel, NPSH este definită ca valoarea înălțimii efective de aspirație a pompei, la care nu va exista nicio evaporare a lichidului pompat în punctul cu cea mai mică presiune posibilă a lichidului din pompă. NPSH necesar (NPSHR) - Depinde de proiectarea pompei. Când lichidul trece prin orificiul de aspirație al pompei și intră în paletele de ghidare a rotorului, viteza lichidului crește și presiunea scade. Există, de asemenea, pierderi de presiune din cauza turbulențelor și a curgerii neuniforme a fluidului, deoarece lichidul lovește roata. Forța centrifugă a palelor rotorului crește, de asemenea, viteza și scade presiunea fluidului. NPSHR este înălțimea necesară la orificiul de aspirație al pompei pentru a compensa toate pierderile de presiune din pompă și pentru a menține lichidul peste nivelul presiunii de vapori și pentru a limita pierderea de încărcare rezultată din cavitație la 3%. Marja de scădere a capului de 3% este un criteriu general acceptat în NPSHR și este adoptat pentru a facilita calculul. Majoritatea pompelor cu aspirație scăzută pot funcționa la un spațiu de cap NPSHR scăzut sau minim fără a le afecta grav durata de viață. NPSHR depinde de viteza și capacitatea pompelor. De obicei, producătorii de pompe oferă informații despre performanța NPSHR. NPSH admisibil (NPSHA) este o caracteristică a sistemului în care funcționează pompa. Este diferența dintre presiunea atmosferică, puterea de aspirație a pompei și presiunea vaporilor. În figura sunt prezentate 4 tipuri de sisteme, pentru fiecare sunt date formule de calcul al sistemului NPSHA. De asemenea, este foarte important să țineți cont de densitatea lichidului și să aduceți toate valorile la o unitate de măsură. 
Orez. 4 Calculul coloanei de lichid deasupra duzei de aspirație a pompei pentru condiții tipice de aspirație Pw - presiunea atmosferică, în metri; Vр - Presiunea vaporilor saturați ai lichidului la temperatura maximă de lucru a lichidului; P este presiunea pe suprafața lichidului dintr-un recipient închis, în metri; Ls - Înălțimea maximă de aspirație, în metri; Lн - Înălțimea maximă a returului, în metri; Hf - Pierdere prin frecare în conducta de aspirație la capacitatea necesară a pompei, în metri. Într-un sistem real, NPSHA este determinat folosind un manometru montat pe partea de aspirație a pompei. Se aplică următoarea formulă: Unde Gr este citirea manometrului de aspirație al pompei, exprimată în metri, luată cu plus (+) dacă presiunea este peste presiunea atmosferică și cu minus (-) dacă este mai mică, corectată pentru linia centrală a pompei; hv = Înălțimea dinamică în conducta de aspirație exprimată în metri. Cavitația este un termen folosit pentru a descrie un fenomen care are loc într-o pompă atunci când NPSHA este insuficientă. În acest caz, presiunea lichidului este mai mică decât valoarea presiunii vaporilor saturați, iar cele mai mici bule de vapori de lichid se deplasează de-a lungul palelor rotorului, în zona de înaltă presiune bulele se prăbușesc rapid. Distrugerea sau „explozia” este atât de rapidă încât sună ca un bubuit la ureche, de parcă ar fi turnat pietriș într-o pompă. La pompele cu capacitate mare de aspirare, exploziile de bule sunt atât de violente încât paletele rotorului se prăbușesc în doar câteva minute. Acest efect poate crește și în anumite condiții (capacitate de aspirație foarte mare) poate duce la erodarea severă a rotorului. Cavitația din pompă este foarte ușor de recunoscut după zgomotul caracteristic. Pe lângă deteriorarea rotorului, cavitația poate duce la o scădere a performanței pompei din cauza evaporării lichidului din pompă. În timpul cavitației, capul pompei poate scădea și/sau deveni instabil, iar consumul de energie al pompei poate deveni, de asemenea, instabil. Vibrațiile și deteriorarea mecanică, cum ar fi deteriorarea rulmenților, pot rezulta și din cauza unei pompe cu capacitate de aspirație mare sau foarte mare în timpul cavitației. Pentru a preveni efectul nedorit de cavitație asupra pompelor standard cu aspirație joasă, este necesar să se asigure că NPSHA al sistemului este mai mare decât NPSHR al pompei. Pompele de aspirație mare necesită un spațiu liber pentru NPSHR. Standardul Hydraulic Institute (ANSI / HI 9.6.1) sugerează o creștere a NPSHR de 1,2 până la 2,5 ori pentru pompele de aspirație înaltă și foarte mare, în timp ce funcționează în intervalul de performanță acceptabil.
Întrebarea numărul 38. Ecuația de bază de funcționare a pompelor centrifuge.
Ecuația de bază a unei pompe centrifuge a fost obținută pentru prima dată în forma sa cea mai generală în 1754 de L. Euler și îi poartă numele.
Având în vedere mișcarea fluidului în interiorul rotorului, vom face următoarele ipoteze: pompa pompează un fluid ideal sub formă de jeturi, adică nu există toate tipurile de pierderi de energie în pompă. Numărul paletelor identice ale pompei este infinit mare (z = µ), grosimea lor este egală cu zero (d = 0), iar viteza unghiulară de rotație a roții este constantă (w = const.).
Lichidul este alimentat rotorului unei pompe centrifuge cu viteza Vo axial, adică în direcția axei arborelui. Apoi direcția jeturilor de lichid se schimbă de la axial la radial, perpendicular pe axa arborelui, iar viteza datorată forței centrifuge crește de la valoarea V1 în spațiul dintre paletele rotorului până la valoarea V2 la ieșirea din rotor. .
În spațiul dintre paletele rotorului, când fluidul se mișcă, se disting vitezele absolute și relative ale curgerii. Viteza relativă debitul este viteza relativă la rotor și absolut - raportat la carcasa pompei.
Orez. Schema mișcării fluidului în rotorul unei pompe centrifuge
Viteza absolută este egală cu suma geometrică a vitezei relative a fluidului și a vitezei circumferențiale a rotorului. Viteza periferică a fluidului care iese între paletele rotorului coincide cu viteza periferică a rotorului în acest punct.
Viteza circumferenţială a fluidului (m / s) la intrarea în rotor
Viteza circumferențială a fluidului la ieșirea rotorului (m/s)
Unde n-frecvența de rotație a rotorului, rpm; D1și D2 - diametrele interioare și exterioare ale rotorului, m, w- viteza unghiulară de rotație a rotorului, rad / s
Când rotorul se mișcă, particulele de fluid se deplasează de-a lungul palelor. Rotindu-se cu rotorul, aceștia dobândesc o viteză periferică și se deplasează de-a lungul palelor - una relativă.
Viteza absolută v a mișcării fluidului este egală cu suma geometrică a componentelor sale: viteza relativă wși raionul u, adică v = w + și.
Relația dintre vitezele particulelor lichide este exprimată printr-un paralelogram sau triunghiuri de viteză, ceea ce permite să se dea o idee despre componentele radiale și circumferențiale ale vitezei absolute.
Componenta radiala
componenta raională
unde a este unghiul dintre viteza absolută și turația periferică (la intrarea rotorului a1 și la ieșirea a2).
Unghiul b dintre vitezele relative și periferice caracterizează conturul paletelor pompei.
Să investigăm schimbarea în 1 din momentul momentului de impuls al masei lichidului t = rQ, Unde r- densitatea lichidului; Q- livrarea pompei.
Folosind teorema mecanicii despre modificarea momentului unghiular în raport cu mișcarea fluidului în canalul rotorului, derivăm ecuația de bază a unei pompe centrifuge, care ne va permite să determinăm înălțimea (sau presiunea) dezvoltată de pompa. Această teoremă spune: modificarea în timp a momentului principal de impuls al unui sistem de puncte materiale în raport cu o anumită axă este egală cu suma momentelor tuturor forțelor care acționează asupra acestui sistem.
Momentul momentului de mișcare a fluidului în raport cu axa rotorului în secțiunea de admisie
Momentul de impuls la ieșirea din rotor
unde r1 și r2 - distanța de la axa roții la vectorii vitezei de intrare V1 și, respectiv, de ieșire V2.
Conform definiției momentului sistemului, puteți scrie:
Deoarece conform fig
Grupuri de forțe exterioare - forțe gravitaționale, forțe de presiune în secțiunile de proiectare (intrare-ieșire) și din partea rotorului și forțele de frecare ale fluidului pe suprafețele aerodinamice ale palelor rotorului - acționează asupra masei de umplere cu fluid. canalele interspațiale ale rotorului.
Momentul forțelor gravitaționale față de axa de rotație este întotdeauna zero, deoarece umărul acestor forțe este egal cu zero. Momentul forțelor de presiune în secțiunile de proiectare din același motiv este, de asemenea, egal cu zero. Dacă forțele de frecare sunt neglijate, atunci momentul forțelor de frecare este egal cu zero. Apoi momentul tuturor forțelor externe în raport cu axa de rotație a roții este redus la momentul Mk efectul dinamic al rotorului asupra fluidului care curge prin acesta, i.e.
Muncă Mk viteza relativa este egala cu produsul dintre debitul si presiunea teoretica PT, creat de pompă, adică egală cu puterea transmisă lichidului de către rotor. Prin urmare,
Această ecuație poate fi reprezentată ca
Împărțirea ambelor părți în Q, obține
Având în vedere că capul Н = P / (pg)și înlocuind această valoare obținem
Dacă neglijăm forțele de frecare, atunci putem obține dependențe, numite ecuațiile de bază ale unei pompe cu palete. Aceste ecuații reflectă dependența presiunii teoretice sau a înălțimii de principalii parametri ai rotorului. Vitezele de transport la intrarea în pompa axială și la ieșirea din aceasta | sunt aceleași, deci ecuația ia forma
În majoritatea pompelor, lichidul intră în rotor aproape radial și, prin urmare, viteza V1 "0. Ținând cont de cele de mai sus
sau 
Presiunea teoretică și înălțimea dezvoltată de pompă, cu cât este mai mare, cu atât viteza periferică este mai mare pe circumferința exterioară a rotorului, adică cu atât diametrul, viteza de rotație și unghiul b2 sunt mai mari, adică cu atât paletele rotorului sunt mai „abrupte”. .
Presiunea și înălțimea reală dezvoltate de pompă sunt mai puțin decât teoretice, deoarece condițiile reale de funcționare ale pompei diferă de cele ideale luate la derivarea ecuației. Presiunea dezvoltată de pompă scade în principal datorită faptului că, cu un număr finit de pale de rotor, nu toate particulele de lichid sunt deviate uniform, drept urmare viteza absolută scade. În plus, o parte din energie este cheltuită pentru depășirea rezistenței hidraulice. Influența numărului finit de lame este luată în considerare prin introducerea unui factor de corecție k(care caracterizează o scădere a componentei circumferențiale a vitezei V2u), o scădere a presiunii din cauza pierderilor hidraulice - prin introducerea unui randament hidraulic HR... Cu aceste corecții, presiunea totală
dar presiune deplină 
Valoarea coeficientului HR depinde de proiectarea pompei, dimensiunile acesteia și calitatea execuției suprafețelor interioare ale traseului de curgere a roții. De obicei valoarea HR este 0,8 ... 0,95. Sens k cu numărul de lame de la 6 la 10, a2 = 8 ... 14 0 și V2u = 1,5 ... 4 m / s variază de la 0,75 la 0,9.
Când rotorul unei pompe centrifuge se rotește, lichidul dintre pale, datorită forței centrifuge dezvoltate, este aruncat prin volută în conducta de presiune. Lichidul de ieșire eliberează spațiul pe care îl ocupă în canalele de pe circumferința interioară a rotorului, prin urmare, se formează un vid la intrarea în rotor și presiune excesivă la periferie. Sub influența diferenței de presiune atmosferică din rezervorul de primire și a presiunii reduse la intrarea în rotor, lichidul curge prin conducta de apă de aspirație în canalele interscapulare ale rotorului.
O pompă centrifugă poate funcționa numai atunci când cavitatea sa internă este umplută cu lichidul pompat nu sub axa pompei, prin urmare unitatea de pompare este echipată cu un dispozitiv pentru pomparea pompei.
Întrebarea numărul 39. Caracteristica de funcționare a pompei centrifuge H-0.
Caracteristica unei pompe centrifuge, sau caracteristicile externe și de performanță, este dependența grafică a indicatorilor principali ai pompei, cum ar fi înălțimea, puterea și eficiența, de debit, iar caracteristica de cavitație este graficul dependenței de înălțime, debit. și eficiență pe capul de aspirație în exces. N.
Toți parametrii pompei sunt interrelaționați, iar o modificare a unuia dintre ei implică inevitabil o schimbare a altora. Dacă, la o viteză constantă a rotorului, debitul pompei este crescut, atunci presiunea generată de aceasta va scădea. Când se schimbă condițiile de funcționare, se schimbă și eficiența pompei: la anumite valori ale debitului și înălțimii, eficiența pompei va fi maximă, iar în toate celelalte moduri de funcționare, pompa funcționează cu cea mai slabă eficiență. Rețineți că eficiența este puternic influențată de factorul viteză .
Caracteristicile pompelor centrifuge arată în mod clar eficiența funcționării lor în diferite moduri și vă permit să selectați cu precizie cea mai economică pompă pentru condițiile de funcționare date.
Performanța pompei diferă de cea teoretică datorită pierderilor hidraulice și randamentului hidraulic variabil.
Pierderile de cap în rotor sunt suma pierderilor prin frecare în canalele roții, pierderile de impact atunci când viteza la intrarea roții deviază de la direcția tangențială în paletă etc.
După cum se vede din fig. b, toate dependențele sunt reprezentate pe un singur grafic la scara corespunzătoare și fluxul Q pompa este trasată de-a lungul abscisei, iar capul H, înălțimea vidului, puterea și eficiența - de-a lungul ordonatei.
Pentru a determina parametrii necesari pompei din caracteristicile de performanță, procedați după cum urmează. La debitul pompei dat Qo găsiți pe curbă Q -H punctul C, de la care se trasează o linie orizontală până la intersecția cu scara N, unde se găsește înălțimea corespunzătoare debitului dat. Pentru a determina puterea și eficiența pompei, din puncte sunt trase linii drepte orizontale Ași V iar pe cântar Nși h și astfel găsiți valorile corespunzătoare # si ho.
Performanța pompei are mai multe puncte și zone distincte. Punctul de pornire al caracteristicii corespunde debitului zero al pompei Q = 0, care se observă atunci când pompa funcționează cu o supapă închisă pe conducta de refulare. După cum se vede din fig. a, pompa centrifugă în acest caz dezvoltă o anumită înălțime și consumă energie, care este cheltuită cu pierderi mecanice și încălzirea apei din pompă.
Se numește modul de funcționare al pompei corespunzător eficienței maxime optim. Scopul principal al selecției pompelor este de a asigura funcționarea acestora la modul optim, având în vedere că curba de eficiență are un caracter blând în zona punctului optim, totuși, în practică, ele folosesc partea de lucru a caracteristicii pompei ( zona corespunzătoare aproximativ 0,9hmax, în cadrul căreia este permisă selectarea și funcționarea pompelor).
Caracteristicile cavitației sunt necesare pentru evaluarea proprietăților de cavitație ale pompelor și alegerea corectă a capului de aspirație. Pentru a construi caracteristicile de cavitație ale pompei, aceasta este supusă unor teste de cavitație pe standuri speciale.
In anumite limite de modificare a excesului de presiune la aspiratie valori Hvs.ex Q, N și h ramane neschimbat. La unele valori ale Нвс.exc, în timpul funcționării pompei apar zgomot și trosnet, care caracterizează debutul cavitației locale. Cu o scădere suplimentară a Hs.exc, valorile Q, Hși hîncepe să scadă treptat, zgomotul de cavitație crește și în cele din urmă pompa se defectează. Stabiliți cu precizie momentul începerii efectului cavitației asupra Q, Hși h nu este posibilă, prin urmare se ia în mod convențional ca exces minim de cap de aspirație Hvs.ex min, apoi valoarea acestuia la care debitul pompei scade cu 1% din valoarea sa inițială.
Foarte des, curba Hvac se aplică și caracteristicilor de performanță ale pompei - Q, care dă valorile aspirației admisibile a capului de vid în funcție de debitul pompei.
Întrebarea numărul 40. Triunghiuri de viteză. Recalcularea si modelarea parametrilor.
Figura 2.1. Mișcarea fluidului în rotorÎn canalele interscapulare ale rotorului, particulele de fluid participă la o mișcare complexă:
• portabil - împreună cu rotorul;
relativă - în raport cu pereţii canalelor interscapulare;
• absolută – rezultând în raport cu mişcările de mai sus.
Vectorul vitezei absolute a particulei poate fi reprezentat de suma vitezei portabile (circumferenţiale) şi a vitezei relative.
Viteza relativă a particulei în orice punct al profilului lamei este tangentă la aceasta. Viteza absolută este așezată pe circumferențială V iuși meridian (utilizabil) V i m componente, care sunt determinate de următoarele formule
Unde i= 1.2. Indicele „1” - corespunde parametrilor lichidului la intrarea în rotor și „2” - la ieșirea din acesta.
2.1. Ecuația de bază a turbomașinilor
(Ecuația turbinei Euler)
Ecuația de bază a turbomașinilor leagă caracteristicile geometrice și cinematice ale rotorului cu presiunea pe care o dezvoltă. La derivarea acestuia, se presupune că traiectoria particulelor lichide în canalele interscapulare repetă contururile profilului lamei, adică. pentru rotor se presupune că numărul de palete infinit de subțiri situate pe acesta este infinit (un semn al acestuia va fi simbolul ca indice).
Concluzia se bazează pe ecuația momentului unghiular pentru o mișcare constantă a fluidului în canale care se rotesc uniform, conform căreia modificarea pe unitatea de timp a momentului unghiular al fluidului L situat în canal este egal cu momentul forțelor externe care acționează asupra acestuia:
Forțele externe care acționează asupra fluidului din canal includ forțele cu care pereții canalului acționează asupra fluidului, forțele de presiune, forțele de frecare și gravitația. Analiza arată că forțele rezultante de presiune asupra generatoarelor interioare și exterioare ale roții trec prin axa de rotație și nu creează un moment. Forțele gravitaționale sunt echilibrate datorită simetriei rotorului, iar forțele de frecare care acționează asupra suprafețelor periferice de rotație sunt mici. Pe baza celor de mai sus, se presupune că momentul este creat numai de forțele care decurg din interacțiunea pereților canalelor de lucru cu lichidul din ele.
Acest moment al forțelor externe este legat de puterea hidraulică a pompei N r și viteza unghiulară de rotație prin următorul raport:
Înlocuind valorile găsite în legea schimbării momentului unghiular în timp, obținem ecuația lui Euler:
. (2.1)
Ecuația lui Euler conectează înălțimea teoretică a pompei cu vitezele de mișcare a fluidului, care depind de debitul pompei, de viteza unghiulară de rotație a rotorului, precum și de caracteristicile sale geometrice.
Debitul la intrarea în rotor este creat de dispozitivul care îl precede (admisia). Prin urmare, momentul vitezei (învârtirea) este determinat de proiectarea alimentării. Dispozitivele de admisie ale multor pompe nu rotesc debitul și momentul de viteză la admisie este egal cu zero. În acest caz, capul teoretic este determinat de următoarea ecuație:
unde este viteza periferică la periferia roții.
Având în vedere că
Unde n- frecventa de rotatie, rpm;
iar proiecția vitezei absolute la ieșirea din roată către viteza periferică, după cum urmează din triunghiul vitezei (vezi Fig. 2.1), este determinată de expresia
ecuația pentru capul teoretic va lua forma:
|
|
Unde b 2 - lățimea canalului rotorului la ieșire.
Cap teoretic la un număr finit de lame H m este mai mic, ceea ce este luat în considerare prin introducerea unui factor de corecție în ecuația lui Euler
Luând în considerare triunghiurile de viteză (Figura 2.1), pe baza teoremei cosinusului, putem scrie
Ținând cont de dependențele de mai sus, ecuația lui Euler poate fi transformată în forma:
unde este capul creat datorită acțiunii forțelor centrifuge în flux;
Capul creat prin modificarea vitezei relative în canalul rotorului;
Capul creat prin modificarea vitezei absolute în canalul rotorului.
Valoarea se numește partea statică a presiunii și partea dinamică a presiunii.
Pentru a reduce pierderile în pompă, este de dorit ca partea statică a capului să predomine, în plus, datorită componentei centrifuge.
Întrebarea numărul 41. Funcționarea unei pompe centrifuge pe o conductă dată.
Ansamblul pompei, rezervoarelor de recepție și de presiune, conductelor care leagă elementele de mai sus, supapelor de control și de închidere, precum și echipamentele de control și măsurare constituie o unitate de pompare. Pentru a muta lichidul prin conducte de la rezervorul de recepție la cel de presiune, este necesar să cheltuiți energie pentru:
Ridicarea lichidului la o înălțime H d, egală cu diferența de niveluri din rezervoare (această valoare se numește înălțimea geometrică a unității de pompare);
depăşirea diferenţei de presiune din acestea p n și p n;
depăşirea pierderilor hidraulice totale h n în conductele de aspirație și refulare.
Astfel, energia necesară pentru a muta o unitate de greutate a lichidului de la rezervorul de recepție la rezervorul de presiune prin conducte sau șef necesar instalației definit prin expresia:
Caracteristica unității de pompare este dependența înălțimii necesare de debitul lichidului. Cap geometric H r, presiune p n și p nu depind de consum. Pierderea de sarcină este o funcție a debitului și depinde de modul de conducere. În modul laminar, caracteristica conductei este înfățișată ca o linie dreaptă, cu mișcare turbulentă în conducte brute, pierderea de presiune și, prin urmare, caracteristica are forma unei parabole.
|
|
Întrebarea numărul 42. Funcționarea paralelă și secvențială a pompelor centrifuge.
Se numește funcționarea în paralel a pompelor alimentarea simultană a lichidului pompat de către mai multe pompe către un colector de presiune comun... Necesitatea funcționării în paralel a mai multor pompe identice sau diferite apare în cazurile în care este imposibil să se asigure debitul de apă necesar prin alimentarea unei pompe. În plus, deoarece consumul de apă în oraș este inegal în funcție de orele zilei și de anotimpurile anului, debitul stației de pompare poate fi reglat de numărul de pompe care funcționează simultan.
Când proiectați funcționarea în comun a pompelor centrifuge, trebuie să cunoașteți bine caracteristicile acestora; pompele trebuie selectate ținând cont de caracteristicile conductei.
Pompele centrifuge pot funcționa în paralel, cu condiția ca înălțimea dezvoltată să fie egală.
Dacă una dintre pompe are o înălțime mai mică decât celelalte, atunci poate fi conectată pentru funcționare în paralel doar în domeniul de funcționare recomandat. Odată cu creșterea presiunii în sistem, această pompă poate participa la lucru, dar eficiența sa va scădea. Când se atinge înălțimea maximă, debitul pompei va fi egal cu 0. O creștere suplimentară a înălțimii în sistem va închide supapa de reținere și va opri pompa. Prin urmare, pentru funcționarea în paralel, trebuie selectate pompe de același tip, cu capete și debite egale sau ușor diferite.
Diverse scheme de funcționare în paralel a pompelor sunt utilizate foarte des pentru alimentarea cu apă și pomparea apelor uzate, unde este recomandabil să combinați alimentarea de la mai multe pompe sau stații într-un colector comun. Calculul modului de funcționare după astfel de scheme se poate face analitic sau grafic. În practica proiectării stațiilor de pompare, cea mai răspândită este metoda grafică.
Cu funcționarea paralelă a pompelor în rețea, sunt posibile următoarele opțiuni pentru amenajarea sistemului „pompe - rețea”:
în sistem funcționează mai multe pompe cu aceleași caracteristici;
în sistem funcționează mai multe pompe cu caracteristici diferite;
pompele sunt conectate la o conductă comună la o distanță apropiată una de alta, adică pierderile de sarcină de la pompă la conducta de apă sub presiune sunt considerate egale pentru toate pompele instalate sau pompele sunt situate la o distanță suficient de mare de fiecare altele, adica diferenta de pierderi de sarcina de la pompa trebuie luata in considerare inainte de a fi conectata la conducta comuna de refulare.
Funcționarea în paralel a mai multor pompe cu aceleași caracteristici. La trasarea caracteristicilor mai multor pompe care funcționează în paralel cu o conductă de presiune comună, alimentările pompelor sunt însumate la presiuni egale.
Dacă la stația de pompare sunt instalate pompe cu o caracteristică Q - H plată și sunt situate asimetric față de conducta de presiune, atunci pentru a determina punctele de funcționare mai precise ale fiecărei pompe în timpul funcționării în paralel, este necesar să se construiască caracteristicile reduse. Q - I”, pentru care caracteristicile conductelor de aspirație și presiune din cadrul stației de pompare și scad ordonatele caracteristicilor obținute din ordonatele caracteristicilor pompelor corespunzătoare.
Funcționarea în paralel a pompelor situate la diferite stații de pompare. În sistemele de alimentare cu apă cu surse multiple de energie, se folosește o schemă de alimentare cu apă prin mai multe stații de pompare către colectori comuni. În acest caz, este necesară proiectarea unui sistem de pompe care funcționează în paralel, situate la diferite stații de pompare.
Scheme similare sunt adesea folosite atunci când pomparea apelor uzate din zonele individuale de canalizare în conducta sub presiune a unei alte stații de pompare de canalizare. Astfel de scheme pot reduce semnificativ lungimea conductelor sub presiune și pot reduce costurile de capital.
Pentru a calcula sistemul, este necesar să se determine caracteristicile funcționării în paralel a pompelor instalate la fiecare stație. Acest calcul se efectuează în același mod ca și pentru pompele care funcționează în paralel, instalate la o distanță apropiată unele de altele. Apoi, caracteristicile reduse sunt construite până la punctul de evacuare a conductelor de apă sub presiune din stația de pompare.
Se numește funcționarea secvențială a pompelor, în care o pompă (etapa I) furnizează lichidul pompat la conducta de aspirație (uneori la conducta de aspirație) a unei alte pompe (etapa II), iar aceasta din urmă îl alimentează conductei de apă sub presiune.
În contextul proiectării și construcției stațiilor de pompare, funcționarea secvențială a pompelor este utilizată în cazurile în care lichidul este alimentat prin conducte pe distanțe foarte mari sau la înălțimi mari. În unele cazuri, este posibilă pomparea lichidului numai cu pompe secvenţiale. Așadar, de exemplu, la stațiile de pompare de pompare a nămolului, în momentul pornirii pompei de lucru, este necesară crearea unei înălțimi care depășește înălțimea dezvoltată de pompă, și care poate fi creat atunci când două pompe funcționează în serie. O racordare în serie este folosită și în cazurile în care este necesară creșterea înălțimii la un debit constant (sau aproape constant), ceea ce nu se poate face cu o singură pompă.
Luați în considerare cazul funcționării secvențiale a două pompe centrifuge similare instalate una lângă alta.
Capul unei pompe nu este suficient nici măcar pentru a ridica apa la înălțimea geometrică # g. La conectarea unei a doua pompe de același tip cu aceleași caracteristici, se dovedește că pompele dezvoltă o presiune suficientă pentru a ridica apa la o înălțime de # r și a depăși rezistența în conductă la un debit dat.
Punctul de funcționare al pompelor conectate în serie este determinat de punctul K, obținut prin intersecția caracteristicii totale Q - # 1 + q cu caracteristica conductei Q - # tr.
Dacă pompele sunt instalate în serie la aceeași stație, atunci la trasarea caracteristicilor conductei, este necesar să se țină seama de pierderile din secțiunea de la duza de refulare a pompei / la duza de aspirație a pompei // și să se facă o modificare la Q - # c caracteristică. Este inacceptabil să se ignore pierderile în secțiunea de conectare, deoarece, de obicei, diametrele fitingurilor și conductei care leagă pompele sunt considerate a fi egale cu diametrul conductei de aspirație a pompei //. Datorită vitezelor mari de mișcare a fluidului, pierderile de presiune în această secțiune sunt relativ mari. Din același motiv, este necesar să ne străduim să simplificați cât mai mult conducta de legătură, evitând pe cât posibil virajele. Trebuie remarcat faptul că conectarea în serie a pompelor este de obicei mai puțin economică decât utilizarea unei singure pompe.
Două pompe conectate în serie sunt acționate după cum urmează. Cu supapele 1 și 2 închise, porniți pompa /. După ce pompa / dezvoltă o înălțime egală cu înălțimea cu o supapă închisă, deschideți supapa / și porniți pompa //. Când pompa // dezvoltă o înălțime egală cu înălțimea 2 # o, deschideți supapa 2.
În timpul funcționării secvențiale a pompelor, trebuie acordată o atenție deosebită selecției pompelor, deoarece nu toate pot fi utilizate pentru funcționarea secvențială din cauza rezistenței carcasei. Aceste conditii sunt stipulate in fisa tehnica a pompei. De obicei, o conectare în serie a pompelor este permisă în cel mult două etape.
Pompele conectate în serie pot fi amplasate în aceeași cameră de mașini, reducând semnificativ costurile de operare și investițiile de capital pentru construcția clădirii stației, dar în acest caz este necesar să se instaleze armături de rezistență crescută și să se efectueze fixări mai masive și opriri de țevi. Prin urmare, uneori este mai convenabil să plasați pompele la distanță una de cealaltă atunci când transportați apă pe o distanță lungă.
Funcționarea fiecărei pompe este caracterizată de un număr de cantități interconectate, precum: capacitate, presiune, turație, eficiență, putere necesară.
Unitățile de pompare sunt adesea conexiuni ale pompelor centrifuge cu motoare electrice asincrone AC trifazate, care nu permit controlul vitezei acestora.
O modificare a numărului de rotații a unei pompe centrifuge poate avea loc, de exemplu, atunci când aceasta este antrenată de un motor cu ardere internă sau prin intermediul unei curea de transmisie, cu posibilitatea de modificare a diametrului scripetei. Motoarele de curent continuu vă permit să schimbați viteza, dar au o utilizare foarte limitată.
Funcționarea pompei la un anumit număr de rotații este caracterizată de o curbă QH bine definită, care exprimă grafic relația dintre capacitatea și înălțimea dezvoltată de pompă. În plus, după cum urmează din cele de mai sus:
.
Acesta din urmă reprezintă ecuația unei parabole cu un parametru:
Funcționarea pompei este, de asemenea, caracterizată prin curba de eficiență în funcție de Q și curba de putere necesară în funcție de Q. După cum se poate observa din cele ce urmează, Q și H pentru un n dat sunt setate în legătură cu funcționarea rețelei.
Înălțimea totală a capului depășit constă dintr-o parte statică (geometrică) și o parte dinamică - rezistența în conducte, care se modifică odată cu modificarea cantității de lichid pompat.
Dacă construim în coordonate dreptunghiulare înălțimea geometrică a cotei H (paralelă cu axa absciselor), în fiecare punct al acestei linii, deoparte vertical (Fig. 24) segmente egale cu pierderile în conductă (rețea) atunci când corespunzătoare sunt furnizate cantități de lichid, apoi obținem o curbă parabolică care caracterizează conducta de lucru (rețea). Pompa trebuie să asigure înălțimea necesară pentru a trece un anumit debit în rețea.
Când se suprapun curba QH a pompei și curba care caracterizează funcționarea rețelei, punctul B al intersecției acestor curbe va determina debitul maxim al acestei pompe atunci când funcționează în această conductă (rețea). Se pot obtine capacitati mai mici prin stingerea partiala a excesului de presiune asupra vanei; deci, de exemplu, dacă este de dorit să se obțină performanța Q 2, atunci înălțimea necesară trebuie să fie H 2 ", iar înălțimea dezvoltată de pompă este H 2, prin urmare, o parte a capului egală cu H 2 - H 2 „trebuie stins atunci când supapa este parțial închisă necesar pentru a reduce Q 1 la Q 2. Dacă doriți să obțineți o performanță mai mare decât Q 1, de exemplu, Q 3, este necesar să se dezvolte capul H 3" de către pompă, iar pompa la această capacitate dezvoltă capul H 3 FIG. 25 prezintă o diagramă a funcționării în paralel a două pompe, iar FIG. 26 - caracteristică de funcționare a pompei cu conexiune paralelă a roților (pompă dublă, triplă). Consumul total Q este egal cu suma consumului tuturor roților; înălțimea dezvoltată de pompă variază în aceleași limite ca și înălțimea dezvoltată de fiecare roată (abcisele se însumează la aceleași ordonate). Atunci când mai multe pompe funcționează în aceeași conductă (rețea) (funcționare în paralel), determinarea punctelor de funcționare B este de o importanță deosebită. Având în vedere că atunci când două pompe funcționează, adică când cantitățile de apă sunt dublate, și când sunt în funcțiune trei pompe, adică atunci când cantitățile de apă sunt triplate, pierderile vor crește de aproximativ 4 ori (2 2) în primul caz și de aproximativ 9 ori (З 2) în al doilea, rearanjam artificial curbele de pierdere pentru cazul funcționării a două și trei pompe (Fig. 27), pentru care amânăm segmentele de pierdere din linia geometrică de presiune. pentru capacitățile corespunzătoare, de 4 ori (cu două pompe) și de 9 ori (cu trei pompe) sunt mai mari decât atunci când o pompă funcționează. O diagramă a funcționării secvențiale a două pompe este prezentată în Fig. 37. Ideea funcționării secvențiale a pompelor centrifuge se reflectă într-o oarecare măsură în tipul de pompă cu mai multe roți. FIG. 38 prezintă caracteristicile pompelor cu una, două și trei rotoare identice. Ordonatele cresc in functie de numarul de roti, abscisele sunt aceleasi. Ideea de funcționare secvențială se reflectă în unele modele de unități care dezvoltă capete foarte înalte. O pompă multicamerală cu o capacitate de 3000 l/min și o înălțime de 728 m, prezentată în Fig. 39 pare a fi împărțit în două părți conectate în serie, conduse de un motor comun; apa la ieșirea din racordul de presiune al primei părți a unității intră în racordul de aspirație al celei de-a doua părți și iese din racordul de presiune al acestei părți a unității cu o presiune egală cu suma presiunilor cauzate de funcționarea prima și a doua parte a pompei. Dispunerea pompelor actionate de motoare separate se numeste secventiala in cazul in care conducta de presiune ce se extinde de la prima este conectata la racordul de aspiratie al celui de-al doilea; în acest caz se însumează înălțimile dezvoltate de ambele pompe (minus pierderile din conducta care le leagă). Conectarea în serie a pompelor se realizează dacă doriți să creșteți presiunea apei furnizate în orice zonă separată (dacă este necesar să aveți pompe de canalizare cu presiune semnificativă, uneori proiectează instalarea a două pompe în serie; funcționarea pompelor de canalizare este complicat de asta). Întrebarea numărul 43. Alegerea unei pompe centrifuge. O pompă de lichid cu piston este un dispozitiv pentru pomparea mecanică a lichidului. Unitățile moderne sunt ergonomice și robuste, pot fi instalate în diverse sisteme de conducte. Pompa de lichid cu piston funcționează în sistemele industriale și casnice. Designul pompei cu piston este simplu. Pompa cu piston de apă este formată din următoarele componente: Designul poate fi completat cu arcuri, tije, manivele și alte detalii, în funcție de caracteristicile designului. Desenul unei pompe cu piston este destul de simplu. Diagrama prezintă componentele unității.
Principiul de funcționare al sistemului este în prezența unei diferențe de presiune, care permite unității să funcționeze fără abateri. Energia generată este transferată în apă, astfel încât aceasta poate depăși rapid inerția, rezistența și înălțimile statice ale conductei. Principiul de funcționare al unei pompe cu piston este direct legat de forma unității.
Conform principiului de funcționare, pompele sunt împărțite după cum urmează: Tipuri de pompe cu piston în funcție de partea cheie de lucru: Pompele cu piston pentru apă au un alt tip de antrenare: Unul, doi sau trei cilindri pot fi instalați pe o mașină de spălat sau acasă. De asemenea, pompele pot crea presiune mare, medie sau joasă. Clasificare în funcție de frecvența de rotație a pistonului: În funcție de metoda de acțiune, se disting următoarele echipamente de pompare pentru apă: Pompele pot trata o varietate de lichide: Pentru a decide asupra sistemului de pompare, trebuie să țineți cont de următoarele nuanțe: Pompa pe care ați achiziționat-o trebuie să aibă documentația însoțitoare și să fie în ambalajul original. Merită să acordați prioritate modelelor de la producători cunoscuți. Pentru pomparea lichidelor, o pompă cu piston nu a fost folosită de mulți ani.Acest design a devenit foarte răspândit, deoarece funcționează pe principiul deplasării lichidului datorită transferului de presiune. Principiul de funcționare a unei pompe cu piston a implementărilor moderne este mult mai complicat în comparație cu primele modele, datorită cărora fiabilitatea și eficiența sunt semnificativ crescute. Să luăm în considerare mai detaliat caracteristicile unui astfel de mecanism. Având în vedere principiul de funcționare al unei pompe cu piston, trebuie avut în vedere faptul că primul design a apărut cu multe decenii în urmă. Schema de lucru are următoarele caracteristici: Cel mai simplu principiu de funcționare determină funcționarea pe termen lung și stabilă. Trebuie avut în vedere faptul că fluxul creat de un astfel de dispozitiv se poate mișca cu viteze diferite. Un volum prea mare al camerei de lucru duce la faptul că fluxul se va deplasa în salturi. Pentru a exclude apariția unui astfel de efect, este instalat un dispozitiv cu mai multe pistoane. Pompa cu piston are o structură relativ simplă. Dintre caracteristici, remarcăm următoarele puncte: Mișcarea alternativă este transmisă de la un motor electric printr-un mecanism special care transformă rotația. Versiunile moderne sunt compacte, pot fi instalate pentru lucrul în aer liber sau în interior. În plus, la fabricarea carcasei se folosește un metal care are protecție ridicată împotriva influențelor mediului. Dispozitivul modelului cu două fețe are un număr destul de mare de caracteristici: În ciuda creșterii semnificative a eficienței pompei cu piston, designul acesteia este destul de simplu. În acest caz, fiecare cursă asigură aspirarea și expulzarea lichidului. Acest lucru crește semnificativ valoarea eficienței. Există o varietate de modele de pompe cu piston la vânzare. Clasificarea se face după următoarele criterii: La vânzare există o pompă cu piston cu dublă acțiune, precum și versiuni cu unul și trei, mai multe pistoane. După cum s-a menționat mai devreme, prin creșterea numărului de elemente în mișcare, este eliminată probabilitatea mișcării fluxului pulsatoriu. În ceea ce privește numărul de cicluri, există modele cu acțiune simplă și cu acțiune dublă, precum și modele diferențiale. Clasificarea se poate face si dupa urmatoarele criterii: O varietate de companii sunt angajate în producția de pompe cu piston. Calitatea poate depinde de tipul de materiale folosite, de popularitatea mărcii și de scopul unui anumit model. Pompa de lichid poate fi utilizată pentru a rezolva o mare varietate de sarcini. Designul creat este caracterizat de o versatilitate ridicată. Cu toate acestea, prezența unui element în mișcare și utilizarea inelelor O la crearea unui piston determină imposibilitatea utilizării unei pompe cu piston pentru a pompa un volum mare de lichide. Având în vedere domeniul de aplicare, reținem următoarele aspecte: La fabricarea unei structuri se poate folosi o mare varietate de materiale, care determină domeniul de aplicare. Pompa de lichid cu piston se caracterizează printr-un număr destul de mare de avantaje și dezavantaje. Plusurile includ: Există și câteva dezavantaje serioase. Performanța slabă este un exemplu. Astfel de modele sunt mai puțin potrivite pentru pomparea unor cantități mari de lichid. În plus, designul nu este potrivit pentru funcționarea pe termen lung, deoarece elementele active se uzează rapid și își pierd caracteristicile de performanță. Pentru a lucra cu mediul acvatic, omul a creat mașini hidraulice. Acele soiuri care transferă energie de la apă la piesele mecanice se numesc motoare hidraulice. Dar efectul opus este posibil și atunci când mecanismul acționează asupra apei. În acest caz, vorbim de pompe hidraulice. Primele blocuri hidraulice au fost manuale. În zilele noastre nu se folosește doar hidraulica mecanică manuală, ci și cea electrică. Cea mai comună în funcțiune este o pompă de lichid cu piston. Varietatea unităților de pompare hidraulice este împărțită în mai multe tipuri. Ele diferă prin design și natura muncii. Cea mai comună opțiune este o pompă hidraulică de tip piston. Astfel de dispozitive sunt piston radial și piston axial. Există două tipuri de dispozitive cu piston axial, în funcție de locația axei de rotație a grupului de piston: drepte și înclinate. Ele funcționează după același principiu. Când arborele se rotește, cilindrii sunt pusi în mișcare. De asemenea, se rotesc și se mișcă simultan înainte și înapoi. Când axa cilindrului și orificiul de aspirație sunt aliniate, pistonul stoarce lichidul. Cilindrul este apoi umplut cu lichid. Unitățile cu piston axial basculant sunt împărțite în unități cu plăci oscilătoare și unități cu unități de înclinare. Unitățile cu piston axial au multe avantaje față de alte dispozitive de pompare hidraulică. Au dimensiuni compacte și greutate relativ redusă. Aceste caracteristici nu îi împiedică să posede putere și performanță semnificative. Piesele mici au o inerție redusă. În dispozitivele axiale, este posibilă reglarea vitezei motorului. Cel mai important avantaj al acestui tip de echipament de pompare este capacitatea de a lucra la presiune semnificativă. În acest caz, viteza de rotație nu scade. Este posibilă modificarea volumului de lucru direct în timpul funcționării. Viteza de rotație variază de la cinci sute la patru mii de rotații pe minut. Conform acestui indicator, unitățile axiale sunt superioare celor radiale. Dispozitivele axiale sunt capabile să funcționeze la presiuni cuprinse între treizeci și cinci și patruzeci de megapascali. Pierderile volumetrice sunt mici și se ridică la doar trei până la cinci procente. Camerele de lucru sunt sigilate. Acest lucru se datorează preciziei ridicate de fabricație și golurilor mici dintre alezaje și pistoane. Folosind o pompă de acest tip, puteți regla cu ușurință forța și direcția de pompare a fluidului.
Pompele cu piston axial au, de asemenea, dezavantaje:
Cum funcționează și funcționează o pompă de apă cu piston
Pompa cu piston axial - principiu de functionare:
Clasificarea pompelor cu piston
Caracteristici ale alegerii unei pompe cu piston
Principiul de funcționare
Dispozitiv
Soiuri
Aplicații
Avantaje și dezavantaje
Tipuri de pompe cu piston
Avantaje și dezavantaje ale dispozitivelor cu piston axial
Orez. 4 Pompele hidraulice cu piston axial sunt compacte Recomandăm și noi
De ce o femeie visează la o oglindă spartă sau crăpată dintr-o carte de vis? Într-un vis, a spart o oglindă mică
Într-un vis am găsit bani de hârtie: o interpretare detaliată
De ce visează o oglindă crăpată? O oglindă s-a spart în vis de ce
23 09 ce semn al zodiacului
Horoscop dragoste pentru femei pește din februarie
De ce să vezi o școală într-un vis?
Se încarcă ...