Анализ вихревых и струйных насосов динамического действия

АНАЛИЗ ВИХРЕВЫХ И СТРУЙНЫХ НАСОСОВ ДИНАМИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ Габдулов И.Н.

Габдулов Ильяс Ниязович - аспирант, факультет научно-педагогических кадров и кадров высшей квалификации, Российский государственный университет нефти и газа (Национальный исследовательский университет) им. И.М. Губкина, г. Москва

Аннотация: динамические насосы нашли широкие области применения в таких отраслях промышленности: нефтегазовой, химической, атомной, теплоэнергетике, морской, а также в сельскохозяйственной отрасли. Широкое распространение нашли динамические насосы в водоснабжении. В статье рассматривается динамический насос — насос, в котором среда (жидкость) перемещается под силовым воздействием на нее рабочего органа (колеса) в камере, постоянно сообщающейся с входом и выходом насоса. В статье описаны насосы трения. Рассмотрены такие типы насосов динамического действия, как вихревые и струйные. Описаны принцип действия, конструкция и назначения данных насосов. Ключевые слова: классификация насосов, центробежный, струйный, осевой, вихревой, водоснабжение.

УДК 621.671

Насосы трения.

К насосам трения относятся вихревые и струйные насосы.

Вихревой насос, схема которого показана на рис. 1. состоит из рабочего колеса 1 и корпуса 2 с кольцевой камерой, имеющей перемычку 3. Короткие прямолинейные лопатки рабочего колеса частично перекрывают цилиндрический канал и при вращении жидкость увлекается лопатками и одновременно действием центробежных сил закручивается, как показано на разрезе А-А.

Выход Вход

Рис. 1. Схема вихревого насоса: 1 - подводящий патрубок (всас); 2 - корпус с кольцевой камерой; 3 - рабочее колесо; 4 - вал; 5 - уплотнение; 6 - подшипники; 7 - клеммная коробка;

8 - электромотор

Таким образом, по кольцевой камере, имеющей характерное сечение, движется спаренный вихревой валец, создающий «сцепление» жидкости с рабочим колесом и заставляющий ее двигаться от входного отверстия к выходному. В отличие от центробежных насосов, вихревые насосы создают значительно больший напор Н, но при меньшем расходе.

Области использования вихревых насосов

Учитывая рабочие характеристики, вихревые насосы, обычно, применяют в системах, где необходимо создать высокий напор при, относительно небольшой подаче. Например, в небольших автоматизированных насосных станциях для водоснабжения. Способность перекачивать газожидкостную смесь позволяет использовать вихревые насосы для перекачки летучих жидкостей (бензин, керосин), что обуславливает применение таких насосов в системах заправки топливом.

Достоинства

При тех же габаритах, что и у центробежного, вихревой насос способен создать больший напор (в 3-9 раз больше). Вихревые насосы открытого типа обладают способностью к самовсасыванию, также они способны работать на газожидкостной смеси.

Недостатки

Вихревые насосы обладают достаточно низким КПД (35% - 45%), что делает нецелесообразным использование насосов высокой мощности. Вихревые насосы не способны перекачивать жидкость с высоко вязкостью. Также эти машины чувствительны к наличию абразивных частиц в жидкости. Наличие абразива приводит к быстрому износу вихревых насосов, вследствие малых зазоров [2].

Струйный насос (инжектор, эжектор) отличается от всех рассмотренных выше тем, что у него нет подвижных частей, а рабочим органом является сама жидкость, рис. 2.

Рис. 2. Схема струйного насоса: 1 - напорное устройство; 2 - сопло; 3 и 4 - камера смешения;

5 - диффузор

Насос состоит из напорного устройства 1, по которому подводится жидкость под большим давлением, сопла 2, участка 3-4 камеры смешения 3, имеющей сужение и диффузора 5. Жид-кость из сопла с большой скоростью выбрасывается в камеру смешения и увлекает подсасываемую по нижнему каналу жидкость, передавая ей часть своей энергии. Расход перекачиваемой жидкости Q, а расход жидкости, создающей напор - Qс. Суммарный расход на выходе насоса Q + Qс.

Жидкости могут быть различными, например, Qс - чистая вода, а Q загрязненная [1].

Достоинства струйных насосов

• Отсутствие подвижных частей.

• Высокая надежность.

• Небольшие габариты.

• Возможность создания вакуума.

• Возможность работы с загрязненными жидкостями.

1

2

<2

• Выполнение функции смесителя. Недостатки струйных насосов.

• Необходимость использования дополнительного насоса, например центробежного, для подачи активного потока.

• Низкий КПД [3].

Список литературы

1. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. 4-е изд., стереотипное, перепечатка со второго издания 1982 г. М: Альянс, 2010. 423 с.

2. Hydro-pnevmo. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.hydro-pnevmo.ru/topic.php?ID=60/ (дата обращения: 24.05.2019).

3. Hydro-pnevmo. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.hydro-pnevmo.ru/topic.php?ID=30/ (дата обращения: 24.05.2019).