Как известно, коэффициент быстроходности ns характеризует в некоторой степени геометрические формы лопастного насоса:
Исходя из этого, можно полагать, что основные параметры работы лопастного насоса — подача Q, напора N и частота вращения рабочего колеса n - определяют конструктивные особенности насоса.
С увеличением подачи насоса и частоты вращения рабочего колеса, при уменьшении напора коэффициент быстроходности насоса растет. Вместе с этим изменяется соотношение размеров рабочего колеса - уменьшается отношение выходного диаметра D2 к входному D1, достигая значения D2/D1=1. Лопасти рабочего колеса принимают перпендикулярное направление по отношению к валу насоса (рис. 7). Рабочее колесо 1 приобретает вид пропеллера, и поток жидкости под его воздействием перемещается в осевом направлении, приобретая также вращательное движение. При выходе из рабочего колеса жидкость попадает в направляющий аппарат 2, где вращательное движение прекращается.
Далее жидкость отводится в напорный трубопровод. Вал насоса 4 свободно проходит через втулку направляющего аппарата 3.
Рис. 7. Пропеллерный насос.
Пропеллерные насосы являются наиболее быстроходными из вращательных лопастных машин (ns=500-1200). Они применяются при относительно больших подачах от Q=0,1 м3/с до Q = 25-30 м3/с и напорах до H = 12-15 м. Высота их всасывания незначительна до Hвс=2-3 м. Чаще всего они работают погруженными в жидкость, не требуя специальной заливки перед пуском.
Эти насосы, работающие с подпором, в значительной степени ограждены от кавитации. КПД пропеллерных насосов довольно высок и для крупных насосов достигает значений η=0,9-0,92. У таких насосов лопасти рабочего колеса делаются поворотными. Это дает возможность регулировать подачу насоса без снижения его КПД.
По сравнению с другими типами пропеллерные насосы имеют следующие преимущества: компактность и конструктивную простоту; малую металлоемкость; возможность применения большой частоты вращения для уменьшения размеров насоса и электродвигателя; малую чувствительность к загрязненным жидкостям; уменьшение строительных работ особенно в условиях погружения насоса в перекачиваемую жидкость.
Вихревые насосы.
В практике часто требуется подача небольшого количества жидкости при относительно большом напоре. Использование центробежных насосов в этих целях приводит к применению тихоходных машин или к использованию многоступенчатых насосов. Добиться высокой экономичности такой насосной установки не удается. Для создания относительно высоких напоров при малой подаче чистых невязких жидкостей применяют вихревые насосы (рис. 8). Наиболее распространенным является насос типа В-одноступенчатый с вихревым рабочим колесом, консольно посаженным на вал насоса.
Рис. 8.
Вихревые насосы предназначены для перекачки воды н других невязких жидкостей с подачей Q = l-35 м3/ч при напоре от H=9,5 м до H=90 м с температурой до 90° С без абразивных примесей. Вязкость жидкости не должна превышать ν =0,36 см2/с, при большей вязкости характеристика насоса значительно изменяется
Список литературы
1. Агроскин И.И., Дементьев Г.Т. Гидравлика. М.-Л., «Энергия», 1964 г.
2. Айзенштейн М.Д. Центробежные насосы для нефтяной промышленности. М. 1957 г.
3. Знаменский Г.М. Насосы, компрессоры, вентиляторы. Киев, 1951 г.
4. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии, 1973 г.
Шлипченко З.С. Насосы, компрессоры и вентиляторы. Киев, 1976 г