НАГНЕТАТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕКТОР

Насосные установки (турбомашины - центробежные компрессора, центробежные насосы и вентиляторы, воздуходувки и т.д.) нашли широкое применение во всех отраслях промышленности, при том чаще всего они работают параллельно, т.е. на общий нагнетательный коллектор из которого текучее поступает в магистральный трубопровод (1, 2).
Нагнетательный коллектор представляет из себя трубу, большего диаметра, чем диаметры трубопроводов, идущих от насосов к коллектору - т.е. коллектор это сборный трубопровод, соединяющий все потоки текучего в один поток.
Практика эксплуатации насосных установок показывает, что при их параллельной работе, мнимая ось нагнетательного коллектора и мнимые оси трубопроводов, идущих от насосов пересекаются под прямыми или острыми углами. Выполненные таким образом сопряжения нагнетательного коллектора с трубопроводами, идущими от насосов, приводит к резкому снижению технико-экономических показателей машин, а следовательно к повышению удельного расхода электроэнергии. Основными причинами этого является:
- поток текучего (воды, воздуха) встречается с потоком, перемещающимся в коллекторе, под прямым или острым углом, в следствии чего происходит уменьшение динамических и статических напоров потоков, т.е. потоки препятствуют перемещению друг друга.
- поток текучего, идущий от насоса, и направленный на стенку коллектора под прямым или острым углом также теряет часть динамического напора. Целью полезной модели является разработка нагнетательного коллектора насосов при их параллельной работе, который устраняет причины снижения эффективности машин, рассмотренные выше.
Поставленная цель поясняется фигурой №1:
Нагнетательный коллектор стоит из труб разного сечения.
Принимаем, что насосы, подающие воду в коллектор, одного типа размера, имеют одинаковые рабочие характеристики. Поэтому подводящие к нагнетательному коллектору трубопроводы имеют равные внутренние и внешние диаметры. Сопряжение двух трубопроводов, от насосов №1 и №2 показано на фигуре №1. Поток текучего от насоса №2 вытекает из трубопровода №2 таким образом, что мнимые оси рассматриваемых потоков №1 и №2 в коллекторе совпадают, поэтому совпадают и векторы их скоростей.
1
При этом сечение трубопровода с d равно:
2
Сечение трубопровода с d равно:
3
Сечение трубопровода с d равно:
и так далее
Выполнение, таким образом, сопряжений трубопроводов, идущих от насосов к нагнетательному коллектору, создает условия для потоков такие, что один поток, идущий в коллекторе параллельно другому, за счет вязкости жидкости, увеличивает его динамическую составляющую напора.
Расчеты показывают, что применение предлагаемой полезной модели -нагнетательный коллектор, позволит при незначительных капитальных затратах повысить технико-экономические показатели насосов (турбомашин), при их параллельной работе до 15-20%, что будет способствовать их широкому применению.
Литература
1. Черкасский В.М. Насосы. Компрессоры. Вентиляторы. М.: Энергия, 1967. 300 с.
2. Веселов А.И. Рудничный водоотлив. Свердловск. Гос. Научно-техническое изд-во литературы по черной и цветной металлургии, 1956, 532 с.