Насос - гидравлический агрегат, преобразующий механическую энергию приводного двигателя в энергию жидкости, создавая тем самым, потоки жидкой среды.
Определяющими техническими характеристиками насоса являются подача и напор (давление).
Подача - это объём жидкости, подаваемый насосом в единицу времени, выраженной в кубометрах в час или литров в секунду. Обозначается буквой - "Q".
Напор (давление) - это разновидность удельных энергий жидкости в сечениях после и до насоса, выраженная в метрах водяного столба. Обозначается буквой - "H".
В насосах объёмного типа пользуются понятием "давление", выраженным в атмосферах (кГс/кв.см) или в мегапаскалях (МПА).
Выбирая насосное оборудование следует учитывать разброс параметров насоса по подаче и
напору, в том числе при различных диаметрах рабочего колеса, а также исключить
возможность работы насоса при параметрах, выходящих за пределы рабочей зоны
характеристики насоса.
Важным гидравлическим параметром насоса является допускаемая вакуумметрическая
высота всасывания.
Благоприятные условия подхода перекачиваемой жидкости к рабочему органу насоса
обеспечиваются в том случае, когда перепад давления жидкости между
свободной поверхностью резервуара (водоема) и осью рабочего органа достаточен
для преодоления жидкостью расстояния между свободной поверхностью резервуара и
осью рабочего органа (геометрическая высота всасывания) с учетом потерь на
всасывающей линии и наличия скоростного напора на входе в насос
(вакуумметрическая высота всасывания). Вакуумметрическая высота всасыванияопределяется по
показанию вакуумметра. Допускаемая вакуумметрическая высота всасывания это высота,
выраженная в метрах водяного столба, при которой обеспечивается работа насоса
без изменения основных технических показателей.
При превышении допускаемой
высоты всасывания на работающем насосе происходит вскипание перекачиваемой
жидкости, образование пузырьков, которые при попадании их в зону повышенного
давления вызывают серию гидравлических ударов, называемых кавитацией.
Всасывающие свойства конкретного насоса зависят от давления окружающей среды,
давления на входе в насос, скорости жидкой среды на входе, её плотности и
вязкости, а также от давления паров жидкости.
Приводимые в разных каталогах параметры допускаемая вакуумметрическая высота всасывания приводятся для воды с температурой до 20°С и атмосферном давлении, равном 10 м.
водяного столба. Для такой воды (жидкости) давление паров принято считать
«нулевой», что не характерно для других жидкостей и воды с более высокой
температурой.
Например, для воды давление паров в зависимости от температуры
меняется следующим образом:
Температура, °С
40
60
80
100
120
Давление
паров
(м.)
0,8
2,0
5,0
11,0
22,0
Повышение температуры жидкости (воды), а следовательно и повышение давления её
паров, снижает допускаемую вакуумметрическую высоту всасывания на
-соответствующее количество метров.
При формировании требований к условиям бескавитационной работы насоса вместо
ранее применяемого показателя - допускаемая вакуумметрическая высота всасывания,
стали применять расчетный параметр – допускаемый кавитационный запас.
Эта величина, так же выраженная в метрах, характеризует запас (этих самых
метров) обеспечивающих работу насоса без изменения основных технических
показателей.
Большая часть неприятностей при эксплуатации насоса связана с плохими условиями на всасывании насоса и возникновением,
из-за этого, кавитации.
Кавитация ведёт к быстрому износу насоса или к его
разрушению из-за вибрации (чаще всего подшипниковых узлов). При появлении
признаков неустойчивой работы насоса на это следует обратить внимание. Если вы
обращаетесь за консультацией по работе насоса, вам следует при заполнении
опросного листа внимательнейшим образом характеризовать
всасывающую линию, учитывая, что на всасывающую способность насоса отрицательно
влияют следующие факторы:
высокая температура (более 60°С) перекачиваемой жидкости;
не плотности во фланцевых соединениях и «сальниковой» запорной арматуре на
всасывающей линии;
малый диаметр и большая протяжённость всасывающей линии;
засорение всасывающей линии.
Электродвигатели к насосам подбирают и комплектуют в зависимости от потребляемой мощности.
Величина необходимой мощности насоса находится в зависимости от величины напора
и подачи, плотности и вязкости перекачиваемой жидкости (с повышением
удельного веса и увеличением вязкости возрастает потребляемая мощность).
Разброс коэффициента полезного действия КПД насосных агрегатов
велик (от 20 до 98%). Столь существенный разброс по КПД определяется разным
характером взаимодействия рабочего органа с жидкостью. Общая закономерность:
динамические насосы значительно уступают по этому параметру насосам объёмного
типа. Значимость этого параметра для больших насосов велика.
Одним из характерных приёмов повышения КПД для центробежных насосов является
обточка рабочего колеса. Конкретный подбор рабочего колеса под нужные
режимы (подача и напор) позволяет, особенно на крупных насосах, получать
значительную экономию энергии.
Под регулированием работы насоса подразумевается процесс изменения соотношения
между подачей и напором .
Регулирование насоса можно осуществлять тремя методами:
изменением числа оборотов привода;
конструктивным методом;
изменением условий работы системы «насос-сеть».
Изменение числа оборотов привода является универсальным методом (как для
центробежных насосов, так и для насосов объёмного типа) изменения характеристики
насоса. При этом надо учитывать, что подача находится в прямой зависимости от
оборотов, а напор (центробежные насосы) – в квадратичной зависимости.
При существующем уровне развития техники этот метод для насосостроения является
дорогостоящим, хотя с точки зрения энергетических затрат, он экономичен.
В практике насосостроения нашло применение регулирование числа оборотов, в
основном, с помощью вариаторов, электромагнитных муфт скольжения (ЭМС),
регулируемого электропривода (тиристорные преобразователи частоты ТПЧ)
и синхронных электродвигателей.
Положительной особенностью этого метода является то, что на систему из
нескольких рабочих насосов достаточно иметь один регулируемый насос,
обеспечивающий регулирование всей системы. Такая схема существенно снижает
затраты и обеспечивает конкурентоспособность этого метода с другими методами.
Слово «циркуляционные насосы» нельзя применять для точного идентифицирования конкретного насоса, т.к. оно не определяет насос ни по конструктивному признаку, ни по принадлежности к какой-либо группе насосов. Это связано с тем, что в качестве циркуляционных насосов могут применяться самые различные по конструкции и по назначению насосы.
Динамический насос, это насос, в котором жидкая среда перемещаетсыа под силовым воздействием на неё рабочего органа (колеса) в камере, постоянно собщающейся со входом и выходом насоса
Вихревые насосы (насос ВКС, насос ВК), это динамические насосы трения, в которых
жидкая среда перемещается по периферии рабочего колеса.
Центробежный насос - это лопастной динамический насос, в котором жидкая среда перемещается через рабочее колесо от центра к периферии, у осевого насоса - в направлении оси колеса.
Центробежные насосы делятся на следующие группы:
