НАСОС

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к гидравлике.
Известны насосы с преобразованием кинетической энергии в потенциальную в расширяющейся полости, состоящие из рабочего органа и корпуса с полостью (А.Г.Гумеров, Р.С.Гумеров, А.М.Акбердин «Диагностика оборудования нефтеперекачивающих станций. М. Недра. 2003).
Недостатком известных насосов является малое давление на входе в магистральную трубу, малый КПД.
Целью изобретения является повышение КПД насоса.
Поставленная цель достигается установкой в насос за рабочим органом полого усеченного конусного тела, сужающегося от рабочей зоны насоса к выходу из насоса.
1
0
1
0
1
На фиг.1 показана схема преобразования кинетической энергии в потенциальную в прототипе. Если сечение в плоскости ДД равна S, в плоскости ОО S S:S=K, то давление в плоскости ДД равно P.
1
1
1
0
0
0
0
2
P=F:S=(F:К):S·К=F:КS
0
где F - сила действующая на поток в сечении ОО;
1
F - сила, действующая на поток в сечении ДД;
1
0
1
0
F=F:К, получено из ;  V=V:К
0
0
0
1
1
1
2
2
F=γSV ; F=γSV
- расход массы потока, кг/сек;
3
; γ - объемная масса жидкости, кг/м
0
2
S - эффективное сечение рабочего органа насоса, м
0
V - скорость потока жидкости сообщаемая рабочим органом насоса, м/с
- расход массы потока в сечении ДД (фиг.2)
1
S - площадь сечения на выходе из усеченного полого конусного тела (УПКТ).
1
0
В прототипе сила F действующая на поток на выходе из УПКТ, в широкой его части меньше в К раз силы F. Некоторые сужения исправляет эту ошибку, но не полностью.
Таким образом, само расширение после рабочей зоны вредоносно и снижает КПД.
Такое состояние вызвано наличием (появлением) потенциальной энергии в зоне расширения. Удивительное предположение о том, что в уравнении Бернулли потенциальная энергия принадлежит потоку вызвало появление такой вредоносной конструкции насосов.
На самом деле эта потенциальная энергия существует не в самом потоке, но на его границе с конусом, это энергия давления на границе, а не в потоке. Поставив датчики не стенки насоса и измерив, получают давление на стенки корпуса насоса и распространяют это давление внутрь жидкости и газа. Потенциальная энергия остается в насосе, как камень на горе до скатывания. И.Бернулли вывел закон, что кинетическая энергия принадлежит потоку, а потенциальная энергия «трубе», стенками насоса. Это удивительная ошибка в анализе уравнения И.Бернулли привела к массовой ошибке во всем мире в строительстве насосов.
Кинетическая энергия в сечении рабочей зоны ОО (фиг.2).
Кинетическая энергия в сечении выхода потока из УПКТ насоса в заявке:
1
0
2
Т=Т·К
2
В УПКТ насоса происходит концентрация энергии потока, кинетическая энергия увеличивается в К раз за счет снижения сил давления на стенки УПКТ насоса, то есть уменьшения потенциальной энергии в УПКТ насоса.
Потенциальная энергия П в УПКТ насоса на выходе равна:
1
0
0
2
П=-Т(К-1)+П
0
0
1
1
получено из П+Т=Т+П
0
где П - потенциальная энергия в рабочей зоне насоса, н·м;
1
П - потенциальная энергия на выходе из УПКТ.
0
Эта потенциальная энергия меньше П.
1
1
0
0
П=-T+T+П
Она меньше потенциальной энергии на входе в насос.
1
0
0
1
П=Т+П-T
0
Давление в УПКТ меньше, чем на входе в насос. Ошибка изготовителей насосов в идентификации давления на стенки УПКТ и давления внутри потока. Если П потенциальная энергия атмосферного давления, то давление на стенки УПКТ меньше атмосферного, а давление внутри потока больше.
Сила давления на поток в заявке:
1
0
2
P=P·К
0
Сила давления на стенки УПКТ меньше исходной величины Р.
В литературе сила давления в УПКТ приписана, присвоена потоку, что является грубой ошибкой и неверным, формальным и некритическим пониманием великого уравнения Бернулли.
Концентрация энергии обеспечивает наличие большого давления на поток жидкости на его выходе из УПКТ, чем в прототипе с расширением УПКТ, в расширяющемся конусе насоса происходит рассеивание энергии от малого сечения к большему.
Давление на выходе из УПКТ:
1
0
1
0
2
2
в прототипе P=P:К в заявке P=P·К
Вопреки литературному мнению, давление на поток в сечении ДД в заявке много больше, чем в прототипе.
2
На фиг.2 потенциальная энергия переходит в кинетическую, давление на стенки уменьшается вдоль оси, но в сечении ДД (на входе в трубу) давление внутри потока больше, чем в начале, то есть рабочей зоне насоса в К раз. При этом давление на стенки УПКТ меньше, а внутри потока больше исходного.
Изобретение выполнено:
1) В законе сохранения расхода массы
2) На уравнении Бернулли - на его правильном применении
3) На законе сохранения энергии
Физический смысл преимущества заявленного перед прототипом заключается в концентрировании энергии, силы, импульса силы уменьшением площади сечения потока от насоса до входа в трубу. В прототипах осуществлено рассеивание энергии, импульса расширением потока. Подобная ошибка вызвана невнимательным анализом уравнения Бернулли, распространением его на поток без разделения видов энергии на два объекта: поток и стенки УПКТ.
Осуществлении эффекта экономии энергии определяется увеличением силы давления на выходе из насоса за счет концентрирования энергии на узком участке и преобразовании потенциальной энергии в кинетическую, но не наоборот как прототипах.