Насосы и насосные установки

Насосы
Под насосами в общем случае понимают энергетические машины или установки, которые служат для перемещения перекачиваемой среды (жидкой, твердой и газообразной).
При статическом или динамическом воздействии увеличивают давление перекачиваемой среды или кинетическую энергию.

Классификация насосов
Была разработана система классификации насосов, по конструктивным признакам и принципу действия, а также по виду перекачиваемой жидкости.
От физических и химических свойств перекачиваемой среды неизбежно зависят конструкции насоса, принцип его работы, а также выбор материала.
Поэтому определены шесть типичных перекачиваемых сред для насосов. В соответствии с этим насосы предназначены для чистых и слегка загрязненных жидкостей, загрязненных жидкостей и взвесей, легкозагазованных жидкостей, газожидкостных смесей, агресссивных жидкостей, жидких металлов
Насосы по принципу действия подающей среды подразделяют на насосы динамические, струйные и объемные

Классификация насосов
Рабочим органом динамических насосов является вращающееся лопастное (рабочее) колесо. Жидкость в рабочей части насоса приобретает большую скорость.
В струйных насосах перемещение жидкости осуществляется за счёт энергии потока вспомогательной жидкости, пара или газа.
Процесс объемных насосов основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из рабочей камеры. Жидкость сразу получает потенциальную энергию в форме давления.

Характеристики работы насоса
- подача насоса;
- напор насоса;
- давление насоса;
- полезная мощность;
- потребляемая мощность;
- коэффициент полезного действия.

Динамические насосы
К динамическим насосам относятся лопастные насосы и вихревые
В лопастных насосах жидкость перемещается с помощью вращающихся лопаток
В вихревых насосах возникают силы трения, которые перемещают жидкость

Лопастные насосы
Эти насосы работают по динамическому принципу. В результате вращения рабочих колес внутри рабочего пространства насоса кинетическая энергия от рабочего колеса передается перекачиваемой жидкости, которая преобразуется в потенциальную энергию давления.
Лопастные насосы разделяются на центробежные и осевые

Центробежные насосы
Классифицируют:
По числу рабочих колес – одноступенчатые и многоступенчатые
По создаваемому напору – низконапорные
до 15 м, средненапорные от 15 до 40 м,
высоконапорные выше 40 м.
По роду перекачиваемой жидкости – водяные, кислотные, щелочные, нефтяные

Устройство насоса
Внутри корпуса насоса, имеющего спиральную форму, на валу жестко закреплено рабочее колесо, состоящее из заднего и переднего дисков, между которыми установлены лопасти, отогнутые от радиального направления в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. С помощью патрубков корпус насоса соединен со всасывающим и напорным трубопроводами.

Принцип работы насоса
При наполненных жидкостью корпусе и всасывающем трубопроводе рабочее колесо приводится во вращение.
Жидкость, находящаяся в каналах рабочего колеса (между его лопастями), под действием центробежной силы будет отбрасываться от центра колеса к периферии (к стенкам).
В результате этого в центральной части колеса создается разрежение, а на периферии — повышенное давление.
Под действием этого давления жидкость из насоса поступает в напорный трубопровод, одновременно через всасывающий трубопровод под действием разрежения жидкость поступает в насос.
Таким образом осуществляется непрерывная подача жидкости центробежным насосом.

Схема осевого насоса
Осевые насосы используют в системах циркуляционного водоснабжения ТЭС и АЭС, орошения, в промышленности для транспортировки жидкости при низком напоре.
1- рабочее колесо
2- корпус
3- неподвижные лопатки направляющего аппарата

Принцип работы осевого насоса
Поток жидкости движется параллельно оси и одновременно лопасти сообщают ему вращательное движение по окружности.
При прохождении потока через лопатки выпрямляющего аппарата, расположенных в противоположную сторону, движение жидкости в радиальном направлении отсутствует.
Повышение давления происходит за счет гидродинамического воздействия лопаток на жидкость и преобразования кинетической энергии при раскручивании потока в направляющем аппарате.
Таким образом, принцип действия осевого насоса заключается в силовом взаимодействии лопастей с потоком жидкости и использовании диффузорного элемента.

Схема вихревого насоса
Вихревые насосы относятся к группе лопастных насосов, они применяются при малой производительности и большом напоре.

Принцип работы вихревого насоса
Жидкость поступает через всасывающее отверстие в канал, перемещается по нему рабочим колесом и под действием центробежных сил выбрасывается через выходное отверстие.
За счет жидкостного трения жидкость тормозится, и ее кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию давления.
В пространстве между лопатками на место ушедшей жидкости подсасывается жидкость из проточного канала корпуса. На нее вновь воздействуют лопатки рабочего колеса и жидкость движется по спирали. Ее энергия возрастает.