WikiDer > Ротодинамический насос

Rotodynamic pump

А ротодинамический насос представляет собой кинетическую машину, в которой энергия непрерывно передается перекачиваемой жидкости посредством вращающегося крыльчатка, пропеллер, или же ротор, в отличие от поршневой насос в котором жидкость перемещается, захватывая фиксированное количество жидкости и заставляя захваченный объем выходить из насоса.[1] Примеры ротодинамических насосов включают добавление кинетическая энергия к жидкости, например, с помощью центробежный насос для увеличения скорости жидкости или давления.[2][3]

Вступление

Насос - это механическое устройство, обычно используемое для подъема жидкости с нижнего уровня на более высокий. Это достигается за счет создания низкого давления на входе и высокого давления на выходе из насоса. Из-за низкого давления на входе жидкость поднимается оттуда, где она должна храниться или подаваться. Однако первичный двигатель должен выполнять работу, чтобы он мог передавать жидкости механическую энергию, которая в конечном итоге преобразуется в энергию давления.[4]

По основному принципу работы насосы можно разделить на две категории:

  1. Насосы прямого вытеснения.
  2. Поршневые насосы непрямого действия.

Классификация насосов

Насосы классифицируются следующим образом:[5]

Насос прямого вытеснения

Насос прямого вытеснения может работать, нагнетая фиксированный объем жидкости из секции давления на входе насоса в зону нагнетания насоса. Его можно разделить на два типа:

  1. Роторный поршневой насос:
    • Насос с внутренним зацеплением
    • Винтовой насос
  2. Поршневой поршневой насос:
    • Поршневой насос
    • Диафрагменный насос

Поршневой насос роторного типа

Ротационный насос прямого вытеснения может перемещать жидкость с помощью вращающегося механизма, который создает вакуум, который захватывает и втягивает жидкость. Роторные поршневые насосы можно разделить на два основных типа:

  1. Шестеренные насосы
  2. Пластинчато-роторные насосы

Поршневой поршневой насос

Поршневые насосы перемещают жидкость с помощью одного или нескольких колеблющихся поршней, плунжеров или мембран, в то время как клапаны ограничивают движение жидкости в желаемом направлении.

Насосы этой категории бывают простые с одним цилиндром и более. Они могут быть одностороннего действия с всасыванием в одном направлении движения поршня и нагнетанием в другом или двустороннего действия с всасыванием и нагнетанием в обоих направлениях.

Поршневой насос непрямого действия

В этом насосе объем жидкости, подаваемой для каждого цикла, зависит от сопротивления потоку. Насос создает силу, действующую на жидкость, постоянную для каждой конкретной скорости насоса. Сопротивление в линии нагнетания создает силу в противоположном направлении. Когда эти силы равны, жидкость находится в состоянии равновесия и не течет. Если выпуск поршневого насоса непрямого действия полностью закрыт, давление нагнетания возрастет до максимума для насоса, работающего на максимальной скорости.

Центробежные насосы

Центробежные насосы - это машины, которые используют центробежную силу для подъема жидкости с нижнего уровня на более высокий за счет создания давления. Самый простой тип насоса включает крыльчатку, установленную на валу, вращающуюся в спиральном корпусе. Жидкость направляется в центр рабочего колеса (известное как `` проушина '' рабочего колеса), захватывается лопастями рабочего колеса и ускоряется до высокой скорости лопатками рабочего колеса, после чего центробежная сила выпускается в корпус, а затем из выпускной трубы. Когда жидкость вытесняется от центра, создается вакуум, и больше жидкости получает энергию от лопастей и получает энергию давления и кинетическую энергию. Поскольку большое количество кинетической энергии на выходе из крыльчатки нежелательно, в конструкции предусмотрено устройство для преобразования кинетической энергии жидкости в энергию давления перед тем, как жидкость попадет в выпускную трубу.[6]

Типы ротодинамических насосов

Ротодинамические насосы можно классифицировать по различным факторам, таким как дизайн, конструкция, области применения, обслуживание и т. Д.[7][8]

  • По типам этапов:
    • Одноступенчатые насосы:
      • Он известен как насос с одним рабочим колесом.
      • Он прост по конструкции и удобен в обслуживании.
      • Он идеально подходит для установок с большим расходом и низким давлением.
    • Двухступенчатый насос:
      • У него две рабочие колеса, работающие бок о бок.
      • Он используется для приложений среднего использования.
    • Многоступенчатые насосы:
      • Он имеет три или более последовательно включенных рабочих колеса.
      • Они используются для приложений с высоким напором.
  • По типу корпуса - сплит:
    • Осевой разрез:
      • В этих типах насосов спиральный корпус разделен в осевом направлении, и линия разделения корпуса насоса проходит по средней линии вала.
      • Обычно они устанавливаются горизонтально из-за простоты установки и обслуживания.
    • Радиальный разрез:
      • В нем корпус насоса разделен радиально, разрез спирального корпуса перпендикулярен оси вала.
  • По типам конструкции крыльчатки.
    • Одинарное всасывание:
      • Он имеет одно всасывающее рабочее колесо, которое позволяет жидкости попадать в лопасти только через одно отверстие.
      • Он имеет простую конструкцию, но рабочее колесо имеет более высокий дисбаланс осевого усилия из-за потока, проходящего через одну сторону рабочего колеса.
    • Двойное всасывание:
      • Он имеет крыльчатку двойного всасывания, которая позволяет жидкости поступать с обеих сторон лопастей.
      • Это самые распространенные типы насосов.
  • По типу улитки:
    • Насос с одной спиральной камерой:
      • Обычно он используется для насосов малой производительности, так как у него небольшой размер улитки.
      • Отливка улитки небольшого размера затруднительна, но обеспечивает хорошее качество.
      • У них более высокие радиальные нагрузки.
    • Насос с двойной спиралью:
      • Он имеет две улитки, разнесенные на 180 градусов.
      • Он хорошо уравновешивает радиальные нагрузки.
      • Это наиболее часто используемый дизайн.
  • По ориентации вала:
    • Горизонтальные центробежные насосы:
      • Легко доступен.
      • Простота установки, осмотра, обслуживания и ремонта.
      • Подходит для низкого давления.
    • Вертикальные центробежные насосы:
      • Требуется большая высота для установки, обслуживания и ремонта.
      • Он может легко выдерживать более высокие нагрузки давления.
      • Это дороже горизонтальных насосов.

Работа ротодинамического насоса

Центробежный насос это наиболее часто используемое насосное устройство в гидравлический Мир. В котором вода поступает из резервуара в центре рабочего колеса и выходит в верхней части насоса. Рабочее колесо называют сердцем системы. У которых есть три типа 1. Открытое рабочее колесо , 2. Полуоткрытое рабочее колесо, 3. Закрытое рабочее колесо, в котором закрытое рабочее колесо дает наилучшую эффективность. Закрытые рабочие колеса имеют ряд загнутых назад лопаток, установленных между двумя пластинами. Он всегда будет оставаться в воде. Когда рабочее колесо начинает вращаться, жидкость, в которой крыльчатка ложь тоже будет вращаться. Когда жидкость начинает вращаться, центробежная сила будут индуцированы в жидкости частицы. Благодаря центробежной силе оба давление и кинетическая энергия жидкости будет увеличиваться. Поскольку центробежная сила возникает в частицах жидкости, на стороне впускного сопла (со стороны всасывания) давление снижается. Давление будет сравнительно меньше атмосферного. Такое низкое давление поможет отсосать жидкость из хранилища. Но если впускное сопло (на всасывании) пустое или заполнено воздухом, это приведет к повреждению крыльчатки. Разница между давлением, создаваемым на впускном патрубке (на всасывании), и атмосферным давлением будет очень меньше для всасывания жидкости из резервуара. Рабочее колесо, если оно установлено внутри корпуса. Таким образом, жидкость должна находиться внутри корпуса. Корпус будет спроектирован таким образом, чтобы на выходе он создавал максимальное давление. В корпусе, диаметр максимум или пространство на выходе (выпускное сопло) и по мере продвижения внутри диаметра будет постепенно уменьшаться. Из-за этого объем жидкости больше в нагнетательном сопле, поэтому скорость будет уменьшаться, а поскольку скорость и давление обратно пропорциональны, давление будет увеличиваться. А повышение давления требуется, потому что преодолевать сопротивление насосной системы.[9]

Если давление на впускном патрубке (на всасывании) опускается ниже давления пара жидкости, внутри кожуха образуются пузырьки воздуха. Такая ситуация очень опасна для насоса, поскольку жидкость начинает закипать и образовывать пузырьки. Эти пузыри ударяются о крыльчатку и портят ее материал. Эта ситуация известна как кавитация. Для увеличения давления на входном патрубке (всасывании) необходимо уменьшить напор секции.[9][10]

Эти три типа крыльчаток используются по-разному. Если жидкость более забита, то используется крыльчатка полуоткрытого или открытого типа. Но соответственно снизится и КПД. А также механическая конструкция насоса сложна. Вал используется для соединения рабочего колеса и двигателя, который передает вращательное движение на рабочее колесо. Давление жидкости внутри корпуса очень высокое, требуется надлежащее уплотнение.[9][11]

Приложения

Основные отрасли, в которых используются роторные насосы, включают:[4]

  • Общие услуги: охлаждающая вода, техническая вода, пожаротушение, дренаж.
  • Сельское хозяйство: ирригация, скважина, дренаж земель
  • Химическая / нефтехимическая промышленность: передача
  • Строительство / строительные услуги: Повышение давления, дренаж, циркуляция горячей воды, кондиционирование, питание котла.
  • Молочные продукты / пивоварни: передача, «сусло», «промывка» для ферментации.
  • Бытовые: Горячая вода
  • Производство металлов: прокатная окалина, очистка печных газов, удаление окалины.
  • Горнодобывающая промышленность / разработка карьеров: промывка угля, промывка руды, транспортировка твердых частиц, обезвоживание, водоструйная очистка
  • Добыча нефти / газа: магистральный нефтепровод, загрузка танкеров, закачка воды, подъем морской воды
  • Переработка нефти / газа: перекачка углеводородов, поставка сырой нефти, загрузка танкера, трубопровод продукта, загрузка реактора
  • Бумага / целлюлоза: масса средней / низкой плотности, древесная стружка, щелок / конденсат, масса в напорный ящик
  • Производство электроэнергии: большая охлаждающая вода, обработка золы, процесс десульфуризации дымовых газов, извлечение конденсата, питание котла.
  • Производство сахара: лайм / сироп, свекольные отходы, соки, цельная свекла.
  • Сточные воды: неочищенные и осажденные сточные воды, песчаные стоки, ливневые воды
  • Водоснабжение: добыча сырой воды, распределение водоснабжения, повышение давления

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Определение ротодинамического насоса Гидравлическим институтом: http://www.pumps.org/content_detail_pumps.aspx?id=1768
  2. ^ «Конструкция ротодинамического насоса - Издательство Кембриджского университета».
  3. ^ Саху, Г. К. (2000). Насосы: ротодинамические и поршневые: теория, конструкция и применение. ISBN 978-8122412246.
  4. ^ а б Руководство по выбору ротодинамических насосов. (2008). Получено с http://europump.net/publications/guides-and-guidelines
  5. ^ «Классификации насосов». www.engineeringtoolbox.com. Получено 2018-04-16.
  6. ^ «Что такое центробежный насос | Введение в насосы». Введение в насосы. Получено 2018-04-16.
  7. ^ «Решения для нестандартного оборудования». powerzone.com. Получено 2018-04-16.
  8. ^ Насосы, Global. "Global Pumps Australia | Промышленные насосы и насосное оборудование". globalpumps.com.au. Получено 2018-04-16.
  9. ^ а б c "http://www.learnengineering.org/2014/01/centrifugal-hydraulic-pumps.html". www.learnengineering.org. Получено 2018-04-16. Внешняя ссылка в | название = (помощь)
  10. ^ Паркхерст, Брэд. "Что такое кавитация насоса?". Получено 2018-04-16.
  11. ^ «Рабочее колесо - Типы рабочих колес». www.nuclear-power.net. Получено 2018-04-16.

внешняя ссылка