Класифікація динамічних насосів.
За принципом дії насоси поділені на динамічні, в яких передача енергії рідини відбувається в робочій камері, що постійно сполучається з входом і виходом насоса, та об'ємні, в яких переміщення рідкого середовища здійснюється в результаті періодичної зміни обсягу робочої камери, що поперемінно сполучається з входом та виходом насоса.
Загалом, динамічний насос функціонує так. Енергія води, що перекачується через робочу камеру агрегату, з кінетичної перетворюється на статичну.
В результаті, при зменшенні швидкості зростає тиск - цей процес і називається динамікою. Інші аспекти, залежить від конструктивних особливостей даного устаткування.
До динамічних насосів відносяться:
1) лопатеві - відцентрові та осьові;
2) електромагнітні - кондукційні та індукційні;
3) тертя - вихрові, струменеві, шнекові, вібраційні та ін.
Мал. Схема відцентрового насоса: 1 – підведення; 2 – робоче колесо; 3 – відведення; 4 - корпус
Відцентровий насос має найбільше поширення. Основним робочим органом насоса є відцентрове колесо, яке утворене заднім та переднім дисками, між якими знаходяться робочі лопатки колеса. У цьому насосі ці лопатки на виду справа (у плані) мають вигин, протилежний напрямку обертання (загнутий назад). Такий вигин лопаток збільшує ККД насоса та поширений у насосах середньої та великої продуктивності. Для малих насосів та в деяких інших випадках можливе застосування радіальних лопаток. Колесо насаджено на приводний вал, який підходить до колеса через отвір у корпусі. Отвір має ущільнення для запобігання витоку.Рідина надходить у колесо через патрубок, що всмоктує, а виходить з нього через щілину між двома дисками на зовнішньому діаметрі колеса. Рідина, що вилітає з диска, збирається спіралеподібним равликом-збірником, що охоплює колесо по периметру. З равлика рідина надходить у нагнітальний патрубок, звідки прямує до споживача. Для того, щоб цей насос почав працювати, його колесо і канал, що всмоктує, повинні бути повністю заповнені водою. При обертанні колеса вода, що знаходиться в міжлопатевих каналах, буде залучена лопатками до окружного руху. Відцентрова сила, що виникає при цьому, переміщатиме частинки по радіусу при одночасному обертальному русі. У зв'язку з видаленням з міжлопаткових каналів колеса порцій рідини під дією описаного процесу у вхідній частині колеса виникає область зниженого тиску. У цю область з патрубка, що всмоктує, будуть переміщатися нові порції рідини під дією вищого тиску у всмоктувальному патрубку, ніж у вхідній області колеса. Цей процес відбувається безперервно.
Осьові насоси відносяться до групи лопатевих, принцип дії яких заснований на силовій взаємодії лопат робочого колеса з потоком, що набігає.
Робоче колесо осьового насоса має зовсім іншу конструкцію: воно складається з втулки із укріпленими на ній лопатями обтічної форми, що мають спеціальну кромку. Само колесо обертається в окремій камері циліндричної, заповненої рідиною.
Отже: - За рахунок динамічного впливу лопат на рідину, тиск у нижній частині камери знижується, а зверху – підвищується. Вода у своїй рухається поступально, у тому напрямі, як і вісь колеса. Звідси, власне, назва насоса.
- До робочого колеса невеликого осьового насоса вода потрапляє через патрубок конічної форми. Гальмування обертального руху води, що перекачується, відбувається при її попаданні в апарат для випрямлення, що знаходиться безпосередньо перед вихідним отвором. З трубопроводом, що подає, вихід з'єднується через колінчастий відвідний патрубок.
- У потужних агрегатах, встановлені вже не патрубки, а камери з трубами, що всмоктують. Є модифікації осьових насосів із поворотними лопатями, а є – із жорстко закріпленими. В агрегатах цього типу двигун і насос найчастіше з'єднуються між собою за допомогою муфти.
- У порівнянні з відцентровими варіантами, осьові насоси мають досить маленький натиск, але при цьому показники подачі у них набагато вищі. Тому їх не застосовують для підйому води з колодязя. А ось для її транспортування на значні відстані це найкращий варіант.
- Що стосується діагональних лопатевих насосів, то їх відмінність полягає в напрямку потоку води, що перекачується. Вона рухається не радіусом, як у відцентрових моделях, або вздовж осі, як у осьових агрегатів, а похило, перетинаючи робочу камеру по діагоналі
- Цей принцип роботи дозволяє одночасно використовувати і відцентрову, і підйомну силу, тим самим збільшуючи натиск.
Вихрові насоси. Ці динамічні насоси аналогічні за своїми відцентровими характеристиками, але, на відміну від них, мають меншу масу і габарити. Головною деталлю насоса вихрового типу теж є робоче колесо. Тільки в цьому випадку воно виглядає як плоский диск, що має короткі прямі лопатки, розташовані вздовж кола колеса. У робочій зоні насоса передбачена відповідна порожнина з ущільненням, в якій лопатки і рухатимуться:
- Повертаючись із великою швидкістю, колесо захоплює за собою рідину. Під впливом відцентрової сили створюється вихровий рух, який і став назвою для даного виду насосного обладнання. Його відмінною особливістю є ось який факт.
- Певний об'єм води рухається від входу в робочу порожнину, до отвору по гвинтоподібній траєкторії. Багаторазово потрапляючи між лопатями, що обертаються, вона щоразу отримує прискорення. При цьому, звісно, збільшується і натиск.
- Завдяки такій конструкції даний показник у вихрового насоса в кілька разів перевищує характеристики відцентрового варіанту з аналогічним розміром робочого колеса і тієї ж швидкості його обертання. Це дозволяє виготовляти насоси вихрової конструкції з меншою масою та габаритами.
Але, як водиться, недоліки цього обладнання теж є. Проблема в тому, що вихрові насоси можуть працювати лише з чистою водою.
Навіть відносно невеликий вміст у ній твердих частинок сприяє швидкому зносу деталей.
Класифікація насосів
За принципом дії насоси поділяють на об'ємні та динамічні. У об'ємних насосах енергія та тиск підвищуються в результаті витіснення рідини із замкнутого простору тілами, що рухаються зворотно-поступально або обертально. Відповідно до цього за формою руху робочих органів їх поділяють на зворотно-поступальні (поршневі, плунжерні, діафрагмові) та обертальні, або роторні (шестеренні, гвинтові та ін.).
У динамічних насосів енергія та тиск рідини підвищуються під дією відцентрової сили, що виникає при обертанні лопатевих коліс (наприклад, у відцентрових та осьових насосах), або сил тертя (наприклад, у струменевих та вихрових насосах). Тому по виду силового впливу на рідину динамічні насоси поділяють на лопатеві та насоси тертя. Найбільш поширеними динамічними насосами є лопатеві. До цього виду насосів відносяться відцентрові та осьові. Робота цих насосів заснована на загальному принципі - силовій взаємодії лопат робочого колеса з обтікаючим їх потоком рідини, що перекачується. Однак механізм цієї взаємодії у відцентрових та осьових насосів різний, що, природно, призводить до суттєвих відмінностей у їх конструкціях та експлуатаційних показниках. Велика кількість конструкцій насосів обумовлено різноманіттям завдань транспортування рідин, що у хімічної промисловості. Наприклад, необхідна подача насоса може в одному випадку становити кілька літрів на годину (тобто дм 3 /год), а в іншому – кілька десятків кубічних метрів на секунду.
Динамічні насоси
Відцентрові насоси
- 1 – корпус; 2 – робоче колесо; 3 – лопатки; 4 – лінія для затоки насоса перед пуском; 5 - всмоктуючий трубопровід; 6 – зворотний клапан;
- 7 – фільтр; 8 - нагнітальний трубопровід; 9 – вал; 10 - сальник
При переході рідини з каналу робочого колеса 2 корпус 1 відбувається різке зниження швидкості, у результаті кінетична енергія рідини перетворюється на потенційну енергію тиску, т.к. е. відбувається перетворення швидкості на тиск, необхідне для подачі рідини на задану висоту.При цьому в центрі колеса створюється розрідження, і внаслідок цього рідина безперервно надходить по всмоктувальному трубопроводу корпус насоса, а потім в міжлопатеві канали робочого колеса. Якщо перед пуском відцентрового насоса всмоктуючий трубопровід 5 та корпус 1 не залиті рідиною, то розрідження, що виникає в цьому випадку при обертанні колеса, буде недостатньо для підйому рідини в насос (внаслідок зазорів між колесом та корпусом). Тому перед пуском відцентрового насоса його необхідно залити рідиною за допомогою лінії 4. Для того, щоб при цьому рідина не виливалася з насоса, на всмоктувальному трубопроводі встановлюють зворотний клапан 6. Герметизація насоса здійснюється за допомогою сальника 10. Для відведення рідини в корпусі насоса є спіралеподібна камера, що розширюється; рідина з робочого колеса надходить спочатку в цю камеру, а потім в нагнітальний трубопровід 8.
У насосах з одним робочим колесом напір, що створюється, обмежений і зазвичай не перевищує 50-100 м стовпа рідини. Для створення більш високих напорів застосовують багатоступінчасті насоси. У цих насосах рідина, що перекачується, проходить послідовно через ряд робочих коліс, насаджених на загальний вал. Напір, що створюється таким насосом, орієнтовно дорівнює напору одного колеса, помноженому на число коліс. Залежно від числа коліс (східців) розрізняють насоси двоступінчасті, триступінчасті і т.д.
Відцентрові насоси широко застосовуються практично у всіх виробництвах та технологіях, де необхідно перекачувати значні обсяги рідин при високих тисках нагнітання.
До основних переваг відцентрових насосів можна віднести: плавну і безперервну подачу при досить високих значеннях коефіцієнта корисної дії, а отже, високу надійність і довговічність; компактності насосної установки та підвищення її ККД.
До недоліків відцентрових насосів відноситься обмеженість їх застосування в галузі малих продуктивностей та великих напорів.
Рух рідини усередині робочого колеса характеризується абсолютною швидкістю С. Ця швидкість може бути представлена геометричною сумою двох швидкостей: окружної та відносної. U характеризує рух рідини по колу разом із колесом, вона спрямована дотичною до кола, тобто перпендикулярно радіусу кола. W характеризує рух рідини вздовж лопаток, спрямована по дотичній до лопатки. Графічне зображення цих швидкостей носить назву паралелограм швидкостей. під кутом сії, та швидкість С2 на виході із колеса, спрямовану під кутом 012 (рисунок 3.2).
Малюнок 3.2 - Паралелограм швидкостей
При русі рідини всередині робочого колеса її абсолютна швидкість збільшується від С і до С2. Збільшення енергії рідини у колесі відбувається внаслідок силового впливу лопаток на рідину.Основне рівняння відцентрового насоса встановлює залежність між теоретичним напором Нт, створюваним колесом, та швидкістю руху рідини в колесі. Це рівняння називається рівнянням Ейлера:
де Ят - теоретичний напір відцентрового насоса, м;
З>, З2 - абсолютні швидкості на вході в робоче колесо та на виході з нього відповідно, м/с;
Ur,U2 - окружні швидкості на вході в робоче колесо та на виході з нього відповідно, м/с;
ах, а2 - кут напряму абсолютної швидкості на вході в робоче колесо та на виході з нього відповідно;
g - прискорення вільного падіння, м/с 2 .
Насправді насоси виготовляють в такий спосіб, щоб о.] ~ 90°, тобто cos П| = 0, це умова ненаголошеного входу рідини в колесо. Тоді основне рівняння відцентрового насоса набуває вигляду
Справжній напір насоса може бути визначений як:
де Нд - дійсний напір відцентрового насоса, м;
7Г - гідравлічний коефіцієнт корисної дії насоса;
а - коефіцієнт, що враховує кількість лопаток.
Значення // залежить від конструкції насоса та його розмірів і знаходиться в межах від 0,8 до 0,95; значення а зазвичай становить від 0,7 до 0,8.
Напір, створюваний відцентровим лопатевим насосом, залежить також від типу лопат робочого колеса, від напрямку струменя рідини, що викидається з міжлопатевого простору робочого колеса, що визначається розмірами кутів.2 і р2 (Рисунок 3.3). Теорією та досвідом встановлено, що найбільший напір створюється робочим колесом з лопатями, загнутими вперед назустріч обертанню робочого колеса, найменший – з лопатями, відігнутими назад. Слід зазначити, що з надмірним зростанням абсолютної швидкості рідини2 (Рисунок 3.3, в) на виході із робочого колеса його ККД падає. Це відбувається не тільки внаслідок підвищених втрат при перетворенні кінетичної енергії на потенційну енергію тиску, але й через значне викривлення каналів міжлопатевого простору у разі, коли лопаті загнуті вперед (р2 > 90 °). Робоче колесо з радіальними лопатями створює деякий середній натиск, що відображено малюнку 3.3, б розміром вектора абсолютної швидкості С2, Паралелограми швидкостей, що визначає натиск. На практиці в основному застосовують робочі колеса з лопатями, відігнутими назад, хоча вони й створюють менший напір у порівнянні з лопатями, загнутими вперед, проте забезпечують більш високий ККД робочого колеса. Практикою встановлено оптимальне значення кутів2 і р2 у межах: а2 = 5 °. 18 ° (частіше 8 °. 12 °); р2 = 14 °. 60 ° (частіше 15 °. 35 °).
Малюнок 3.3 - Типи лопат робочих коліс відцентрових насосів: а - лопаті, відігнуті назад назустріч обертанню робочого колеса;
б - радіальні лопаті; в - лопаті, загнуті вперед
Подача відцентрового насоса залежить від абсолютної швидкості рідини на виході з робочого колеса, яка в свою чергу залежить від частоти обертання робочого колеса насоса. п. Чим більша частота обертання робочого колеса насоса, тим вища абсолютна швидкість обертання, а отже, вища і подача насоса. Подача насоса є пропорційною абсолютної швидкості рідини на виході з робочого колеса в першому ступені. При зміні частоти обертання робочого колеса від пі до П2 подача насоса зміниться від Qx до Q2. Якщо дотримується умова подібності траєкторій руху частинок рідини, то будуть геометрично подібні до паралелограми швидкостей у будь-яких точках потоку, малюнок 3.4:
Малюнок 3.4 - Подібність паралелограмів швидкостей за різної частоти обертання робочого колеса
Так як напір насоса пропорційний і абсолютною2 та окружний U2 швидкість рідини на виході з насоса (рівняння (3.2)), то очевидно, що напір відцентрового насоса пропорційний квадрату частоти обертання робочого колеса. Тоді
Відповідно до рівняння (2.14) потужність насоса пропорційна добутку Q-н, тому можна записати, що N ~ п. Тоді
Рівняння (3.4)-(3.6) називаються законами пропорційності. Закони пропорційності дозволяють за однією дослідною характеристикою побудувати низку характеристик відцентрового насоса. Однак ці закони працюють лише в малих межах зміни частоти обертання робочого колеса.
Коефіцієнт швидкохідності - частота обертання робочого колеса насоса, подібного до даного робочого колеса, при натиску 1 м, подачі рідини, що дорівнює 0,075 м 3 /с. p align="justify"> Коефіцієнт швидкохідності визначається шляхом аналізу лопатевих насосів і є основним критерієм подібності всієї серії подібних насосів, що працюють в подібних режимах. Коефіцієнт швидкохідності розраховується так:
де ns - коефіцієнт швидкохідності;
п - частота обертання робочого колеса, об/хв;
Q - подача оптимальної точці характеристики насоса, м 3 /с;
Н - напір в оптимальній точці характеристики насоса
У таблиці 3.1 подано типи насосів за значенням коефіцієнта швидкохідності.
Тихохідні відцентрові насоси
Відцентрові насоси нормальної швидкохідності
Швидкохідні відцентрові насоси
Діагональні напівосьові насоси
Для надійної експлуатації та підбору відцентрових насосів необхідно знати, як змінюються основні параметри насосів за різних умов їх роботи, тобто мати відомості про зміну напору Н, потужності N та коефіцієнта корисної дії насоса г/ при зміні подачі Q. Залежність між цими параметрами (// = f(Q) ,N = f(Q), г/ = f(Q)) прийнято висловлювати графічно у вигляді кривих ліній, званих характеристиками насосів
Основною характеристикою вважається залежність напору від подачі насоса Н = f(Q) при постійній частоті обертання.
Характеристики насоса можуть бути теоретичні і дійсні. Виходять вони, відповідно, шляхом аналізу рівняння Ейлера, з урахуванням геометричних розмірів робочого колеса та паралелограмів швидкостей, та на підставі дослідних даних, отриманих в результаті проведення випробувань.
Теоретичні характеристики залежать від типу лопатей та розміру кута р2. Теоретична головна характеристика насоса з нескінченно великим числом лопаток графічно може бути представлена у вигляді прямої лінії. Якщо лопатки насоса радіальні (р2 = 90°), то теоретичний напір насоса не залежить від подачі, та графік залежності H^=f(Q) має вигляд прямої, паралельної осі абсцис. Якщо лопатки насоса загнуті вперед (р2 > 90°), напір насоса збільшується зі зростанням подачі. Якщо лопатки загнуті назад (р2 2
Яд = - Динамічний (швидкісний) натиск, м.
Встановлено також, що повний теоретичний Яп, статичний Нст і динамічний Яд напори залежать від кута установки лопатки робочого колеса насоса р2 (Рисунок 3.6). З малюнка 3.6 випливає, що чим більше відігнуті вперед лопатки на виході з робочого колеса (р2 > 90°), тим більше повний теоретичний напір відповідає динамічному напору (статичний натиск практично відсутня). Зі зменшенням кута р2 динамічний натиск зменшується за величиною, одночасно збільшується частка статичного натиску. При р2 = 90 ° динамічний і статичний напори виявляються рівними за величиною. Подальше зменшення кута р2 призводить до зменшення повного напору, причому частка статичного напору зростає в порівнянні з часткою динамічного напору. Як зазначалося, в відцентрових насосах застосовуються робочі колеса з лопатками, відігнутими назад (р2 90°) повний теоретичний натиск може виявитися рівним динамічному, а реальних технологічних комунікаціях, за регламентами технологій, необхідна наявність і статичного напору.
Рисунок 3.6 - Залежність повного теоретичного, статичного та динамічного напорів насоса від кута встановлення лопатей робочого колеса
Дійсні (робочі) характеристики насосів відрізняються від теоретичних тим, що враховують різні втрати енергії (напору) у насосах, їх найчастіше наносять на одне поле креслення. На таких характеристиках зазвичай вказують межі подач, рекомендованих під час експлуатації даного насоса, що відповідають максимальним значенням ККД насоса. Дійсні характеристики відцентрових насосів представлені малюнку 3.7.
Рисунок 3.7 - Дійсні характеристики відцентрового насосу
Наведені на малюнку 3.7 характеристики відцентрового насоса справедливі для певної частоти обертання робочого колеса, зміна частоти обертання характеристики насоса також змінюються (рисунок 3.8).
Рисунок 3.8 - Характеристика відцентрового насоса за різних частот обертання робочого колеса (П±> п2)
Подача відцентрового насоса залежить від напору і, отже, значною мірою від гідравлічного опору мережі трубопроводів та апаратів, якими транспортується рідина. Тому систему насос-мережа слід як єдине ціле, а вибір насосного устаткування й трубопроводів має вирішуватися виходячи з аналізу спільної роботи елементів цієї системи.
Спільна робота насосів та мережі характеризується точкою матеріальної та енергетичної рівноваги системи. Для визначення цієї точки необхідно розрахувати енергетичні витрати в системі. Оскільки аналітичний розрахунок режимної точки роботи насоса пов'язаний із значним обсягом обчислень, то в практиці гідравлічного розрахунку насосних установок та при аналізі режимів роботи насосів широко застосовують графоаналітичний метод розрахунку спільної роботи систем насос-мережа (рисунок 3.9). Для цього в одних координатах будують характеристику мережі та головну характеристику насоса.
Малюнок 3.9 - Спільна характеристика відцентрового насоса та мережі:
1 – характеристика мережі; 2 - характеристика відцентрового насоса при різних частотах обертання робочого колеса (іі > і2)
Точку перетину двох цих кривих (точку А) називають робочої, або режимною, точкою. Ця точка відповідає максимальній подачі рідини Qi насосом у цю мережу. Якщо потрібно збільшити подачу в мережу, слід збільшити частоту обертання робочого колеса відповідно до рівняння (3.3). Якщо це неможливо, потрібно поставити новий, більш продуктивний насос або якимось чином знизити гідравлічний опір мережі. При необхідності зниження подачі до значення Q2 необхідно змінити характеристику мережі, частково перекривши нагнітальний трубопровід, що призведе до втрат напору подолання гідравлічного опору засувки чи вентиля цьому трубопроводі. Таке регулювання (зниження) подачі допустиме лише у разі малих продуктивностей насосів. Для умов великих подач слід для такого випадку розглянути можливість заміни насоса меншої продуктивності на більший насос або зниження кількості обертів робочого колеса. Таким чином, відцентровий насос повинен бути обраний так, щоб робоча точка відповідала заданій продуктивності та натиску при максимально можливих значеннях коефіцієнта корисної дії насоса.
При паралельній роботі двох чи більше насосів відбувається збільшення продуктивності. Основною умовою паралельної роботи є близькість їх характеристик по натиску, в іншому випадку більш напірний насос буде витісняти потік насоса з меншим напором і збільшення продуктивності в цьому випадку не вийде. Схема паралельної роботи двох насосів представлена малюнку 3.10. На малюнку 3.11 представлено характеристику двох однакових насосів, що працюють паралельно, та характеристику мережі, на яку вони працюють. Побудова спільної характеристики паралельно працюючих насосів виконується шляхом додавання абсцис (подач) окремих характеристик кожного насоса.
Малюнок 3.10 - Схема паралельної роботи двох відцентрових насосів: 1 – відцентрові насоси;
2 – приймальний резервуар; 3 - вихідний резервуар
Малюнок 3.11 - Характеристика двох однакових відцентрових насосів, що працюють паралельно: 1 – характеристика мережі;
2 – характеристика відцентрового насоса; 3 - характеристика двох однакових відцентрових насосів, що працюють паралельно
При паралельній роботі насосів з різними характеристиками насос із меншим напором може почати роботу в загальний трубопровід лише тоді, коли насос із великим напором із збільшенням продуктивності знизить свій напір до максимально можливого напору низьконапірного насоса. В іншому випадку насос з великим напором витіснятиме другий насос, що має менший напір. Характеристика спільної роботи двох різнотипних насосів наведено на малюнку 3.12.
Рисунок 3.12 - Характеристика двох різнотипних відцентрових насосів, що працюють паралельно:
1 – характеристика мережі; 2, 3 - характеристики відцентрових насосів, що працюють паралельно; 4 - характеристика двох відцентрових насосів, що працюють паралельно
При послідовній роботі двох або більше насосів відбувається збільшення тиску. Послідовна робота насосів на мережу застосовується тоді, коли необхідно при постійній подачі отримати більший напір у мережі, ніж може забезпечити один насос. При цьому насоси включаються до мережі таким чином, що один насос нагнітає рідину у вхідний патрубок другого насоса. Необхідною умовою послідовної роботи насосів є близькість (краща рівність) їх характеристик щодо продуктивності. Схема послідовної роботи двох насосів представлена малюнку 3.13. На малюнку 3.14 представлено характеристику двох однакових насосів, що працюють послідовно, та характеристику мережі, на яку вони працюють. Побудова спільної характеристики послідовно працюючих насосів виконується шляхом складання ординат (напорів) окремих характеристик кожного насоса.
Малюнок 3.13 - Схема послідовної роботи двох відцентрових насосів:
- 1 – відцентрові насоси; 2 – приймальний резервуар;
- 3 - вихідний резервуар
Рисунок 3.14 - Характеристика двох однакових відцентрових насосів, що працюють послідовно:
- 1 – характеристика мережі; 2 – характеристика відцентрового насоса;
- 3 - характеристика двох однакових відцентрових насосів, що працюють послідовно
Вибір проводять за зведеним графіком подач та напорів для відповідного типу насосів. Зведені графіки наводяться в каталогах насосів та іншій довідковій літературі з насосів.
На зведеному графіку у вигляді криволінійних чотирикутників нанесені робочі поля насосів. Верхня межа поля - крива залежності Н-Q для нормального діаметра робочого колеса у діапазоні економічного режиму роботи насоса; нижня межа – для колеса, максимально обточеного. На кожному полі вказано марку насоса та частоту обертання робочого колеса. Для визначення марки насоса на полі графіка наносять робочу точку, яка має координати (^задані Дютр) (на малюнку 3.15 точка А). Поле, де лежить ця точка, вказує марку насоса. Якщо робоча точка потрапила в простір між полями, приймають марку насоса, поле якого є найближчим, або звертаються до зведених графіків інших типів насосів. Слід також пам'ятати про можливість роботи насоса за різної частоти обертання робочого колеса. Оцінити значення частоти обертання для отримання необхідних параметрів 2заданий та НП0Тр можна з допомогою законів пропорційності.
В окремих випадках При певних значеннях 2заданий І Нпотр підходящими можуть бути тільки насоси об'ємної дії, зокрема поршневі.
За зведеними графіками робиться лише попередній вибір насоса, остаточна перевірка правильності вибору проводиться за характеристиками насосів.
В окремих випадках за відсутності зведених графіків марку насоса можна підібрати безпосередньо за характеристиками насосів шляхом їхнього перебору.
Малюнок 3.15 - Зведений графік подач та напорів
При русі рідини в каналах, що звужуються і згинаються (в робочому колесі насоса, на перегинах трубопроводів, в запірній арматурі) швидкість потоку збільшується, а тиск падає.
Там, де тиск знижується до тиску насиченої пари рідини, що перекачується при даній температурі, відбувається швидке утворення бульбашок пари і розчинених газів. Після переходу в зону підвищеного тиску пара конденсується, бульбашки захлопуються. Виникають коливання тиску і як наслідок – шум та вібрація. Це явище називається кавітацією.
Під час кавітації відбувається руйнування поверхні елементів проточної частини. Підвищена вібрація руйнує підшипники та ущільнення насоса. Через деякий час зростання бульбашок та їх злиття призводять до утворення газової пробки в трубопроводі та всмоктуючої порожнини насоса – відбувається розрив потоку рідини та зрив роботи насоса.
Щоб забезпечити надійну роботу насоса, явище кавітації необхідно попереджати. Перевищення повного напору на вході в насос над тиском насиченої пари рідини, що перекачується, називається кавітаційним запасом.
Допустимий кавітаційний запас у розрахунках збільшують на 20-30% порівняно з критичним. Критичний запас кавітації відповідає початку зниження параметрів. Допустимий кавітаційний запас наводиться в паспорті (технічному описі) насоса або може бути розрахований за формулою
де А/?//" - допустимий запас кавітації, м;
А/гХ – критичний кавітаційний запас, м.
де Q - подача насоса, м3/с;
п - Частота обертання робочого колеса насоса, об/хв.
З урахуванням допустимого запасу кавітації визначають висоту установки насоса або висоту всмоктування. Висота всмоктування /гнд - це відстань між вільною поверхнею в резервуарі (водоеме), з якого рідина забирається насосом, і віссю робочого колеса (рисунок 3.16). Якщо рівень рідини в резервуарі розташований вище осі робочого колеса, то висота всмоктування називається підпором hnoa (hBC 0); б - вісь насоса розташована нижче рівня рідини у вихідному резервуарі (/zBC д з оп _ допустима висота всмоктування, м;
- Тиск у вихідному резервуарі, Па;
Рнп - тиск насиченої пари рідини, що перекачується при робочій температурі, Па;
р - щільність рідини, що перекачується, кг/м 3 ;
g-прискорення вільного падіння, м/с 2;
h * c - втрати напору у всмоктувальній лінії, м.
Якщо розрахункове значення /Е° позитивне, насос може працювати в режимі всмоктування з висотою всмоктування hBC / р дод.
