ДИНАМИЧЕСКИЕ НАСОСЫ И ВЕНТИЛЯТОРЫ

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Гидравлическая машина — это агрегат, в котором механическая энергия передается от протекающей жидкости рабочему органу (гидравлические двигатели, или турбины) (рис. ) либо, наоборот, механическая энергия привода преобразуется в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости, благодаря чему осуществляется ее движение (насосы) (рис. 5.1, б).

Рис. Схемы гидравлических машин:

в — турбинная установка; 6 — насосная установка;

ВБ и НБ — соответственно верхний и нижний бьефы

Гидравлические двигатели, в которых рабочий орган получает энергию от протекающей жидкости, обычно представляют собой гидравлические турбины, применяемые для установки на гидроэлектрических станциях, где они служат при­водом электрических генераторов. В турбине, энер­гия воды преобразуется в механическую энергию вращения вала, от которого приводится во вращение ротор электрического гене­ратора, где механическая энергия превращается в электрическую.

Н а с о с ы являются одной из самых распространенных раз­новидностей машин. Их применяют во многих отраслях про­мышленности и сельского хозяйства. Они являются неотъемле­мой частью систем водоснабжения, теплофикации, центрального отопления, вентиляции, котельных установок, гидромеханизации и используются во многих других отраслях техники. Насосы и гидродвигатели применяют в гидропередачах, где основным эле­ментом является гидравлический привод, назначение которого состоит в передаче энергии к исполнительному рабочему органу и управлении его движением посредством жидкости.

Основными рабочими параметрами, характеризующими гид­ромашины и режимы их работы, являются напор (или давление), подача (для насоса) или расход (для гидродвигателя), мощность и коэффициент полезного действия.

КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МАШИН

Насосы согласно ГОСТ 17398 по принципу действия и кон­струкции делятся на две основные группы — динамические и объемные (таблица).

К динамическим относят насосы, в которых жидкость в камере движется под силовым воздействием и имеет постоянное сообщение со входным и выходным патрубками. Это силовое воздействие осуществляется с помощью рабочего колеса, сообщающего жидкости кинетическую энергию, трансформируе­мую в энергию давления. Динамическими являются насосы ло­пастные, электромагнитные, трения и инерции.

К объемным относят насосы, в которых сообщение энергии жидкости осуществляется по принципу механического периодического вытеснения жидкости рабочим телом, создаю­щим в процессе перемещения определенное давление жидкости. В объемных насосах жидкость получает энергию в результате периодического изменения замкнутого объема, который попере­менно сообщается то со входом, то с выходом насоса. Объемны­ми являются насосы поршневые, плунжерные, диафрагменные, роторные и шестеренные.

Лопастными называют насосы, в которых передача энергии осуществляется с помощью вращающегося лопастного колеса (которое служит их рабочим органом), путем динамического вза­имодействия лопастей колеса с обтекающей их жидкостью. Ло­пастными являются насосы центробежные, осевые и диагональ­ные.

Центробежными называют лопастные насосы с движением жидкости через рабочее колесо от центра к периферии, осевы­ми —лопастные насосы (ГОСТ 9366) с движением жидкости через рабочее колесо в направлении его оси. Рабочие колеса осевых насосов состоят из нескольких винтовых полостей, имеющих форму лопастей пропеллера.

Насосы трения и инерции представляют собой группу дина­мических насосов, в которых передача энергии жидкости осуществляется силами трения и инерции. Сюда относят вихревые, шнековые, лабиринтные, червячные и струйные насосы. Лопастные насосы классифицируют также по напору, мощности и коэффициенту быстроходности.

По напору (м ст. жидкости) различают насосы:

По мощности (кВт) насосы могут быть

^*при подаче до 0,5 м³/с.

^**при подаче 0,5 м³/с или выше.

^***при подаче свыше 20 м³/с.

Коэффициент быстроходности

где n — частота вращения, об/мин; Q — подача, м³/с; H— напор, м.

В этой формуле под напором Н для многоступенчатых насо­сов понимают напор, развиваемый одним колесом (ступенью). Если насос имеет рабочее колесо с двухсторонним входом, подставляют значение Q, равное половинной их подаче. Коэффициент быстроходности представля­ет собой наиболее полную гидравлическую характеристику цент­робежных насосов, позволяет классифицировать насосы не по одному какому-нибудь отдельному параметру (подаче, напору или частоте вращения), а по их совокупности и дает основание для сравнения различных типов насосов и выбора насоса, наибо­лее пригодного для работы в заданных условиях. Для лопастных насосов различных типов значения n_s об/мин приведены ниже:

Коэффициент быстроходности n_s определяет и форму рабоче­го колеса насоса. В качестве примера рассмотрим колеса насосов различной быстроходности. Тихоходное колесо характеризуется тем, что выходной диаметр намного больше входного и колесо имеет относительно малую ширину. С увеличением быстроходности эта разница сокращается, ширина растет и далее коллесо переходит в диагональное и осевое.