Насос — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя или мускульную энергию в энергию потока жидкости, служащую для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Разность давлений жидкости на выходе из насоса и присоединённом трубопроводе обусловливает её перемещение.История:Изобретение насоса относится к глубокой древности. Первый известный поршневой насос для тушения пожара, который изобрёл древнегреческий механик Ктесибий, упоминается ещё в I веке до н. э. в трудах как Герона Александрийского, так и Витрувия. В Средние века насосы использовались в различных гидравлических машинах. Один из первых центробежных насосов со спиральным корпусом и четырёхлопастным рабочим колесом был предложен французским учёным Д. Папеном. До XVIII века насосы использовались гораздо реже чем водоподъёмные машины, но с появлением паровых машин насосы начали вытеснять водоподъёмные машины. В XIX веке с развитием тепловых и электрических двигателей насосы получили широкое распространение. В 1838 году русский инженер А. А. Саблуков на основе созданного им ранее вентилятора построил центробежный насос и работал над применением его при создании судового двигателя.Классификация:Характеристики насоса:Патрубок, из которого насос забирает жидкость, называется всасывающим, патрубок, в который нагнетает, — напорным. Патрубки могут находиться на разной высоте, при этом часть энергии насос тратит на преодоление разницы гидростатических давлений между высотой напора z 1  и высотой всасывания z 0.Напор насоса H   — приращение механической энергии единицы массы жидкости между его выходом и входом. Обычно мерой энергии служит высота столба перекачиваемой жидкости: для i  -го элемента жидкости с давлением p  и скоростью жидкости v_i :Подача — количество жидкости, подаваемое насосом за единицу времени. Может рассматриваться массовая подача G  или объёмная подача Q :Мощность N   — потребление насосом энергии за единицу времени. Полезная мощность  N_h   — это приращение энергии всего потока жидкости в насосе: altN_h GH γQH \textstyle N_hGH\gamma QH. Внутренняя мощность насоса N_i   — его полная мощность за исключением потерь на трение механических частей насоса, то есть мощность, сообщаемая жидкости в виде тепловой и механической энергии.При этом следует учитывать размерности величин: если, например, напор выражен в метрах, а подача в килограммах в секунду, то мощность в киловаттах вычисляется по формуле:Потери в насосе могут быть гидравлическими, объёмными и механическими. Учитываются, соответственно, гидравлическим КПД η г , объёмным η об  и механическим, разделяющимся на внутренний и внешний, η м η мi  η мe. ηη г  η об  η м  ; N i   Nη мe.Минимальный избыточный напор всасывания  H_0u~min  над давлением парообразования жидкости p_s   — запас механической энергии жидкости на входе в насос, необходимый для того, чтобы в насосе не возникла кавитация. Избыточный напор всасывания определяется как:где p_0a   — давление на входе в насос, отнесённое к уровню оси насоса. На практике величину необходимого кавитационного запаса насоса принимают с некоторым коэффициентом запаса \phi  1,2…1,4. Допустимая высота всасывания определяется с учётом давления на поверхности жидкости в резервуаре, откуда она забирается,  p_b  и сопротивления всасывающих трубопроводов h_c  как:Для открытых сосудов  p_b   — это атмосферное давление, для закрытых сосудов с кипящей жидкостью \textstyle p_bp_s\mbox,.Классификация насосов по принципу действия:По характеру сил преобладающих в насосе: объёмные, в которых преобладают силы давления, и динамические, в которых преобладают силы инерции.По характеру соединения рабочей камеры с входом и выходом из насоса: периодическое соединение и постоянное соединение входа и выхода.Объёмные насосы используются для перекачки вязких жидкостей. В этих насосах одно преобразование энергии — энергия двигателя непосредственно преобразуется в энергию жидкости. Это высоконапорные насосы, они чувствительны к загрязнению перекачиваемой жидкости. Рабочий процесс в объёмных насосах неуравновешен, поэтому необходимо создавать для них массивные фундаменты. Также для этих насосов характерна неравномерность подачи. Большим плюсом таких насосов можно считать способность к сухому всасыванию.Для динамических насосов характерно двойное преобразование энергии. В динамических насосах можно перекачивать загрязнённые жидкости, они обладают равномерной подачей и уравновешенностью рабочего процесса. В отличие от объёмных насосов, они не способны к самовсасыванию.Объёмные насосы:Процесс объёмных насосов основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из рабочей камеры.Импеллерные насосы — обеспечивают ламинарный поток перекачиваемого продукта на выходе из насоса и могут использоваться в качестве дозаторов. Могут быть изготовлены в пищевом, маслобензостойком и кислотощёлочестойком исполнении.Пластинчатые насосы — обеспечивают равномерное и спокойное всасывание перекачиваемого продукта на выходе из насоса, могут использоваться для дозирования. Могут быть как регулируемыми, так и нерегулируемыми. В пластинчатых регулируемых насосах изменение подачи осуществляется за счёт изменения объёма рабочей камеры благодаря изменению эксцентриситета ротора и статора. В качестве регулирующего устройства применяются гидравлические и механические регуляторы.Винтовые насосы — обеспечивают ровный поток перекачиваемого продукта на выходе из насоса, могут использоваться для дозирования.Поршневые насосы могут создавать весьма высокое давление, плохо работают с абразивными жидкостями, могут использоваться для дозирования.Перистальтические насосы создают невысокое давление, химически инертны, могут использоваться для дозирования.Цикличность рабочего процесса и связанные с ней порционность и пульсации подачи и давления. Подача объёмного насоса осуществляется не равномерным потоком, а порциями.Самовсасывание, то есть способность объёмных насосов создавать во всасывающей гидролинии вакуум, достаточный для подъёма жидкости вверх во всасывающей гидролинии до уровня расположения насоса.Динамические насосы:Лопастные насосы, рабочим органом у которых служит лопастное колесо или мелкозаходный шнек. В них входят:Центробежные, у которых преобразование механической энергии привода в потенциальную энергию потока происходит вследствие центробежных сил, возникающих при взаимодействии лопаток рабочего колеса с жидкостью. Центробежные насосы подразделяют на:Центробежно-шнековый насос — вид центробежного насоса с подводом жидкости к рабочему органу выполненному в виде мелкозаходного шнека большого диаметра, расположенному по центру, с выбросом по касательной вверх или бок от корпуса. Такие насосы способны перекачивать карамелизующиеся и склеивающиеся массы, типа клея.Консольный насос — вид центробежного насоса с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу, расположенному на конце вала, удалённом от привода.Радиальные насосы, рабочими органами которых служат радиальные рабочие колеса. Тихоходные одноступенчатые и многоступенчатые насосы с высокими ми напора при низких х подач.Осевые насосы, рабочим органом которых служит лопастное колесо пропеллерного типа. Жидкость в этих насосах перемещаются вдоль оси вращения колеса. Быстроходные насосы с высоким коэффициентом быстроходности, характеризуются большими ми подач, но низких х напора.Вихревые насосы — отдельный тип лопастных насосов, в которых преобразование механической энергии в потенциальную энергию потока происходит за счёт вихреобразования в рабочем канале насоса.Струйные насосы, в которых перемещение жидкости осуществляется за счёт энергии потока вспомогательной жидкости, пара или газа.Вихревые насосы:Вихревые насосы — динамические насосы, жидкость в которых перемещается по периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении. Преобразование механической энергии привода в потенциальную энергию потока происходит за счёт множественных вихрей, возбуждаемых лопастным колесом в рабочем канале насоса. КПД реальных насосов обычно не превышает 30 %.Применение вихревого насоса оправдано при значении коэффициента быстроходности n_s 40. Вихревые насосы в многоступенчатом исполнении значительно расширяют диапазон рабочих давлений при малых подачах, снижая коэффициент быстроходности до значений, характерных для насосов объёмного типа.Вихревые насосы используются для перекачки чистых и маловязких жидкостей, сжиженных газов, в качестве дренажных насосов для перекачки горячего конденсата.Вихревые насосы обладают низкими кавитационными качествами. Кавитационный коэффициент быстроходности вихревых насосов C 100.110.Подобие лопастных насосов:Методы теории подобия и анализа размерностей позволяют на научном основании обобщать экспериментальные данные о показателях насосов. Движение жидкости в насосе некоторых геометрических пропорций определяется в упрощённой модели: диаметром колеса D, м; расходом Q, ; частотой оборотов n, ; плотностью жидкости ρ, кгс·с 2  м 4  ; вязкостью μ, кгс·см². Зависимыми параметрами являются момент на валу насоса M, кгс·м, и напор H, м. Система сводится к зависимости безразмерных комплексов \textstyle\bar M f :Тогда для двух геометрически подобных насосов с масштабным соотношением D 1  D 2  λ при верном равенстве St_1 St_2  верны и уравнения подобия для насосов:Данные уравнения верны с точностью до масштабного эффекта, вызванного изменением критерия Re и относительной шероховатости поверхности. Уточнённая форма включает изменение соответствующих КПД при изменении Re и D:Характеристики быстроходности лопастных насосов:Удельное число оборотов n r  ,, характеризует конструктивный тип рабочего колеса насоса; оно определяется как число оборотов эталонного насоса, подобного данному, с подачей 1 при напоре 1 м:Безразмерное удельное число оборотов — более универсальный параметр, не зависящий от размерности применяемых величин:Коэффициент быстроходности n s  , , — это число оборотов эталонного насоса, подобного данному, с полезной мощностью 75 кгс·мс при напоре 1 м; при этом принимается, что такой насос работает на воде и имеет тот же КПД.Данные величины позволяют сравнивать различные насосы, если пренебречь разницей гидравлических и объёмных КПД. Поскольку повышение числа оборотов позволяет, как правило, снизить размеры и вес насоса и его двигателя, и потому выгодно. Колёса малой быстроходности позволяют создавать большие напоры при малой подаче, колёса большой быстроходности применяются при больших подачах и малых напорах.Кавитационное удельное число оборотов \textstyle n_r^\mbox , , — характеристика конструкции проточной части насоса с точки зрения всасывающей способности; представляет собой число оборотов насоса, подобного данному, с подачей 1 и H 0u min  10 м:Классификация насосов по реализации:Классификация насосов по типу перекачиваемой среды:Химические насосы:Химические насосы предназначены для перекачки различных агрессивных жидкостей, поэтому основными областями их применения являются химическая и нефтехимическая промышленность, лакокрасочная промышленность и пищевая промышленность.Химические насосы предназначены для перекачки агрессивных жидкостей, органические жидкостей, сжиженных газов и т. п, которые могут быть взрывоопасны, с различной температурой, токсичностью, склонностью к полимеризации и налипанию, содержанием растворённых газов. Характер перекачиваемых жидкостей обуславливает то, что детали химических насосов, соприкасающихся с перекачиваемыми жидкостями изготавливаются из химически стойких полимеров или коррозионностойких сплавов, либо имеют корозионностойкие покрытия.Фекальные насосы:Фекальные насосы используются для перекачки загрязненных жидкостей и сточных вод. Они рассчитаны на большую вязкость перекачиваемой среды и содержание в ней взвешенных частиц, в том числе, малых и средних абразивных частиц. Фекальные насосы могут быть погружными или полупогружными, также их конструкция может снабжаться режущим механизмом для измельчения крупных твёрдых кусков, переносимых потоком жидкости. Современные модели таких насосов иногда имеют поплавок автоматического включениявыключения насоса.