книги / Насосы и вентиляторы.-1

УДК 621.67

ï р у б н г к о в И.А. Наооон и вентиляторы. Учебное пособие. Вороней: Изд-во ВГУ, 1982.-120 с.

Учебное пособие написано в соответствии с учебной программой куроа "Насосы и вентилятора", утвержденной Учебно-методическим уп­ равлением по высшему образованию.

В книге раоомотрен рабочий процеоо в насосах и вентиляторах. Изложены расчет и устройство их основных рабочих органов. Даны построения теоретической и действительной напорных характеристик насоса в зависимости от геометрических размеров рабочего колеса. Проведен анализ гидравлических потерь в рабочем колесе л в корпу­ сах подвода и отвода. Описаны причины вот икновения кавитации и по­ казано ее влияние на характеристики насосов. Даны рекомендации по ▼лучиенип антикавитацяонных Свойств основного ьасооа за очет спе­ циальных устройств, обеопочввапцих условия для уничтожения кавита­ ции в нем. Предотавленн оводпне графики подач к напоров для вао»- оов и вентиляторов.

Поообие рассчитано на отудоь.ов строительных специальностей 1208 (теплогазооне ''жевие и вентиляция) и 1209 (водоснабжение и ка­ нализация) , а также инженорно-техничеокп? и научных работников, занятых исследованиями в отраслях техники, использующих насосы и вентиляторы.

йибл. ооыаох I I , ил, 71.

Печатается по постановлению Редакционно-издательского совета Воронежского университета

Научный редактор - канд. техн. наук доц. З.Я.Манохин

Рецензе ты:

кафедра двигателей летательных i ларатов Воронежского полптехничеокого института; канд.. с-х ■аук М.А.Шевченко

(c ÿ Издательство Воронежского университете, 1982

т30314-063 47-82 2303020000 Щ74(03)

жидкости, движущейся в потоке, можно изучать скорости и ускоре­ ния, которые в тот или иной момент движения имеет всякая части­ ца, проходящая черев фиксированную T04iqr пространства. В этом случае говорят о скоростях движения потока (в отличие от скорос­

применяя метод Эйлера» нельзя совершенно отказываться от рас­ смотрения движения частиц жидкости по Лагранжу» соглино кото­ рому мы будем следить за их .движением» но не б продолжение вре­ мени t 9 а в точение только элементарного отрезка времени a t » за который данная частица жидкости проходит через фиксируемого точку,

3. Линия тока и траектории

В переменных Лагранжа геометрическое представление потока дается траекториями. Под траекторией следует понимать путь, пройденный частицей жидкости за некоторый промежуток времен В переменных Эйлера для геометрической интерпретации потока пользуются линиями тока (рис. 3 ).

ванная линиями тока, проходящими через все точки замкнутого контура (см. рис. 3 ). При установившемся движении невязкой жидкости трубка тока функционирует как трубка с твердыми стенка­ ми, т .е . ни одна частица жидкости, находящаяся внутри такой трубки, при движении не выйдет за ее пределы в ни одна частица, находящаяся вне трубки, не попадет в нее.

•Жидкость, движущаяся внутри трубки тока, называется струй­ кой. При стремлении поперечных размеров струйки к нулю струйка ь пределе обращается в линию тока. Элементарная струйка пред­ ставляет собой самостоятельный элементарный поток. Потоки ко-

ночных размеров мы будем рассматривать как совокупность элемен­ тарных струек, т .е . течение будем предполагать струйным. Вслед­ ствие различия скоростей бооеднис отруйки будут окользить одна по другой, не перемешиваясь при этом друг с другом.

Ж и в ы м о е ч е н и е м (сечением потока, или оечением в свету) называется поверхность в пределах потока, проведен­ ная по нормали к линиям тока. Обычно в потоке рассматривают такие участка, в которых струйки можно очитать параллельными, а живые оечения - плоскими.

Различают напорные и безнапорные течения жидкости. Напорны­ ми называют течения в закрытых руслах без свободной поверхь^с- ти^ а безнапорными - течения со свободной поверхностью. При на­ порных течениях давление вдоль потока обычно переменное, при безнапорном - постоянное (как правило, атмосферное). Примеры нагорногс течения: течения в трубопроводах с повышенным (или пониженным) давлением, в гидромашинах и других гидроагрегатах. Безнапорное течение наблюдается в реках, открытых руолах, ка­ налах и лотках.

Г Л А В А I .

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЛОПАТОЧНЫХ НАСОСОВ

I . Назначение, классификация, требования, предъявляемые к насосам, и факторы, влияющие на их работу

Н а с о с - гидравлическая машина, преобразующая механи­ ческую энергию в энергию потока жидкости в виде энергии давле­ ния и кинетической энергии.

Насосы предназначены для повышения энергии потока жидкос­ ти, что мод;ет быть осуществлено за счет увеличения кинетичес­ кой (скоростной) и потенциальной (давления) энергий. В основ­ ном F сосы служат для повышения давления протекающей жидкости. В ела не приращения скоростной энергии жидкости на выходе из рабочего колеса ее стремятся путем торможения преобразовать в энергию давлекия[1, 5, 7, з].

Lr характеру действия на жидкость (рабочее тело) различа­

ют наоосы лопаточные, объемные, струйные и эрлифты.

Для обеспечения бесперебойной работы к насооам . редьявляютоя такие требования: I) надежность в работе и долговечность;

2) экономичность; 3) удобство в монтаже и демонтаже; 4) мини­ мальная масса и габариты; 5) минимальное число деталей и пол­ ная их взаимозаменяемость; 6) возможность изменения характерис­

В центробежном насосе перемещение жидкооти и передача энер­ гии в рабочем колесе происходит вдоль радиуса при увеличении ее расстояния от оси вращения.

В осевом насоое перемещение чаотиц жидкооти и передала энергий ей происходит при увеличении ее раостоячзя адоаь оси.

жидкостью каждой следующей лопатки. При одинаковом диаметре ра­

лопастями (направленные по радиусу, эагнутые назад, вперед и 3 -образного профиля) с лопаотями двойной кривизны чвходная

кромка выиоситоя вперед); 2) по числу подводов жидкости: односторонние и двусторон­

ние;

3) по числу ступеней: одвост^иёнчатые и многоступенчатые. Многоступенчатые насосы изготавливаются двух тичов: волютные (в каждый насос ступени входит спиральный отвод) « секционные (с направляющими аппаратами).

3* Достоинства и недостатки центробежных наоооов

Несомненными достоинствами центробежных насосов являются: I) большая напорность и производительность одной ступени 9 малая масса и габариты; 2) высокие обороты; 3) возможность работы о агрессивными жидкостями при высокой температуре благодаря нали­ чию больших зазоров между рабочим колесом и корпуоом; 4) цривод от электродвигателей и турбины; 5) минимальное число движущихся частей; 6) отсутствие пульсации жидкости на выходе.

К недостаткам следует стнеоти: I) возможность срыва работы из-за появления кавитации при малых давлениях всасывания , у эренную величину КПД насоса (не выше Cf8 ); 2) изменение развиваемого напора при изменении расхода жидкости; 3) необходимость их заливки перед пуском.

4. Схема устройства центробежного насоса

Центробежным насосом называется гидравлическая машина, в ко­ торой механическая энергия вращательного .движения преобразуется

Энергию потока получают в виде потенциальной (давления) и кинетической(скорости) энергии. От последней во избежание потерь давления стараются избавиться, для чего предусмотрено специаль­

входни » кромкам рабочего колеса с определенной скоростью и нап­ равлением, максимальной равномерностью и с минимальными потеря­

мере роста расхода жидкости из рабочего колеоа, так что средняя скорость Св в сборр~ке на средней линии тока остается постоян­

отделяет рабочее колесо от "языка" спиральной части сборника. В нем преобразуется в потенциальную энергию лишь незначительная часть кинетической энергии потока. Линия тока жидкости в безлопаточном диффузоре представляет собой уравнение логарифшческой