№1

Нагнетатели – насосы, вентиляторы и компрессоры. Определение, классификация и области применения в схемах энергоснабжения промышленных предприятий

Основные параметры нагнетателей – производительность (подача), напор (давление), мощность и КПД. Нагнетатели – нагнетательные машины для перемещения капельных жидкостей называются насосами, а газов – вентиляторами и компрессорами.

Нагнетатели по принципу действия делятся: объёмные и лопастные.

Объемные нагнетатели, работающие при поступательном движении рабочего органа – это поршневые, при вращательном – пластинчатые и зубчатые.

Поршневой

Цилиндр 1 сопряжён с клапанной коробкой 2, в гнёздах которой расположены всасывающий 3 и нагнетательный 4 клапаны.

Поршень 5 движущийся в цилиндре возвратно-поступательно, производит попеременно всасывание из трубы 6 и нагнетание в трубу 7. Привод поршня осуществляется от двигателя через кривошипно-шатунный механизм.

Недостатки

- скорость поршня ограничена действием инерционных сил, поэтому соединение их высокооборотным электродвигателем затруднено.

- обладает неравномерностью подачи.

Пластинчатый.

Массивный цилиндр1 с радиальными прорезями постоянной ширины помещается эксцентрично в корпусе 2. Вал цилиндра 1 через сальник выводится из корпуса для соединения с валом двигателя. В прорезь цилиндра 1 вставляются прямоугольные пластинки3, отжимаемые от центра к периферии под действием центробежной силы. При вращении цилиндра 1 пластинки 3 производят всасывание через приёмный патрубок 4 и нагнетание через напорный патрубок 5. Насос реверсивный. Вал может соединяться непосредственно с валом электродвигателя.

Лопастные нагнетатели, работающие при вращательном движении рабочего органа (колеса) – центробежные, вихревые, осевые.

Центробежный

Рабочее колесо насоса, несущее лопасти 1, заключено в корпус 2 спиральной формы. При вращении колеса жидкость перемещается от центра центробежной силой к периферии, выбрасывается в спиральную камеру и поступает в напорный трубопровод. Через приемное отверстие проходит всасывание жидкости.

Центробежные нагнетатели бывают прямоточные, смерчевые, дисковые, диаметральные. Нагнетатели также классифицируются по другим признакам: от привода: электрические, пневматические, паровые, ручные; от вида соединения:— одноступенчатые, многоступенчатые, параллельные.

Вихревой

Жидкость поступает через патрубок 1 на периферию рабочего колеса с лопатками 2, получает от них энергию при движении по концентрическому каналу 3 и отводится в напорный патрубок 4.

Характерная особенность Подвод и отвод жидкости на периферии рабочего колеса.

Осевой

Лопасти1 закреплены на втулке 2 по некоторым углом к плоскости, нормальной к оси. При вращении лопасти взаимодействуют с потоком жидкости, сообщая ей энергию и перемещая её вдоль оси насоса.

Применение насосов и компрессоров

Лопастные

- центробежные насосы применяются для питания котлов, подачи конденсата, подачи циркводы в конденсаторы турбин, для подачи сетевой воды в систему теплофикации, в техническом, противопожарном водоснабжении, гидрозолоудаление;

- осевые насосы применяются для подачи циркводы в конденсаторы;

- осевые компрессоры применяются при больших подачах для сжатия газа в ГТУ;

- центробежные вентиляторы применяются для дымососов и дутьевых вентиляторов.

Объёмные насосы и компрессоры

- поршневые насосы применяются для питания паровых котлов небольшой производительности, как дозаторы реагентов;

- роторные применяются в системах смазки и регулирования турбоагрегатов, крупных насосов и компрессоров;

- поршневые компрессоры применяются для обдувки поверхностей нагрева котлов и снабжения сжатым воздухом пневмоинструмента.

Основными величинами, характеризующими работумашин, являются подача, напор и давление.

Подача – количество жидкости (газа), перемещаемое машиной в единицу времени.

Если подачу измеряют в единицах объёма, то её называют объёмной и обозначают Q: , м³/с.

Массовая подача – массовое количество жидкости или газа, подаваемое насосом за единицу времени: М= ρ∙ Q, где

ρ – плотность среды ( кг/м³);

Q -объёмная подача (м³/с).

Весовая подача – весовое количество жидкости, подаваемое насосом за единицу времени: G= ρ∙q∙ Q, н/с, где

ρ – плотность среды ( кг/м³);

Q -объёмная подача (м³/с).

Действительная подача

Q = Q_т ∙ η₀, где

Q_т – теоретическая подача, м³/с;

η₀ – объёмный кпд насоса, вентилятора, η₀ = 0,85÷0,97;

η₀ , где

ΔQ_ут – расход утечек;

Объёмную подачу компрессоров принято исчислять при условии всасывания или при н.у.: Т=293 К, Р =100 кПа, р= 1,2 кг/м³.

Понятие напора Н =

Полный напор машины представляется как: ,где

р^/₂ и р^/₁ – атмосферное давление, Па;

h_ωвс – потери напора в линии всасывания, м;

h_ωн (z_м)– потери напора в линии нагнетания, м;

ρ – плотность среды, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м²/с.

.

Итак,напором называется приращение удельной энергии, получаемое потоком жидкости при прохождении через насос:

, где

Z₁и Z₂ – расстояние от плоскости сравнения до центра тяжести сечений от входа и выхода насосов, м;

α₁, α₂– коэффициент неравномерности распределения жидкости;

Р₁, Р₂– абсолютные давления на входе и входе из насоса, Па;

υ₁, υ₂– средняя скорость на входе и выходе, м/с.

, где

Р_м – давление манометрическое, Па;

Р_в – давление вакууметрическое, Па.

Напор, развиваемый вентилятором выражают иногда в 1 мм вод. ст., что эквивалентно 9,81 Па.