ПРИНЦИП РАБОТЫ НАСОСА.
В этом разделе курса Вы узнаете о том как работает центробежный насос. Как происходит преобразование механической энергии в гидравлическую энергию потока жидкости, коэффициент подобия насосов ns.
КАК РАБОТАЕТ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС?
В этом курсе мы с вами рассмотрим принцип работы центробежного насоса. Что такое насос? Не только центробежный насос, а насос в принципе. Насос это машина, которая преобразует механическую энергию вращающегося вала в энергию потока жидкости на выходе из насоса.
Таким образом, на входе мы имеем вращающийся с определенной частотой вал, а на выходе из насоса мы имеем поток жидкости, который обладает некими характеристиками.
АНАЛОГИЯ С ВЕДРОМ
Для того, чтобы понять, каким образом происходит преобразование одного вида энергии в другой в центробежном насосе давайте начнем с простого понятного примера из нашей повседневной жизни. Возьмем ведро, наполним его водой и начнем вращать. При достижении определенной частоты вращения вода перестанет выливаться из ведра, потому что она будет прижата центробежной силой к днищу ведра.
Повторим этот опыт, но теперь в днище ведра мы проделаем отверстие. Начинаем вращать ведро, что мы увидим? Через отверстие в днище начинает выливаться вода с определенной скоростью и под определенным углом. Необходимо обратить внимание на направление под которым выливается вода. Показано на рисунке стрелками.
Мы можем наблюдать аналогичную картину, когда едем на велосипеде по лужам и капли воды летят с колеса.
Если вращать ведро быстрее или по большей траектории, то жидкость будет вытекать с большей скоростью


РАБОЧЕЕ КОЛЕСО НАСОСА
Аналогичный процесс происходит внутри центробежного насоса. Основным элементом центробежного насоса является рабочее колесо, которое состоит из дисков и лопаток различной кривизны.
Рабочее колесо – при помощи лопаток воздействует на жидкости и передает механическую энергию потоку жидкости.
При вращении рабочего колеса насоса центробежные силы, создаваемые
вращающимися лопастями, выталкивают жидкость наружу таким образом жидкости
движется от центра рабочего колеса к периферии и в то же время снижают давление на входе в насос.

ТРЕУГОЛЬНИК СКОРОСТЕЙ ПОТОКА ЖИДКОСТИ
Треугольник скоростей характеризует кинематику потока в точке – величину
и направление скорости потока. Абсолютная скорость на выходе из рабочего
колеса насоса может быть получена как геометрическая сумма
радиальной и окружной скорости.
КАК ЖИДКОСТЬ ПОПАДАЕТ В РАБОЧЕЕ КОЛЕСО
При вращении РК возникает зона пониженного давления на входе в рабочее колесо. Давление на входе в рабочее колесо ниже чем атмосферное давление. Эта разница давлений заставляет дополнительную жидкость попадать в рабочее колесо, чтобы заполнить пустоту. Таким образом, на входе в рабочее колесо
образуется область пониженного давления.
В центробежном насосе жидкость попадет во всасывающий патрубок насоса под действием разницы атмосферного давления или некоторого давления во всасывающей линии и давления на входе в рабочее колесо.

Отвод насоса
Когда жидкость выходит из каналов рабочего колеса, она имеет максимальную скорость. После того как жидкость покидает рабочее колесо, она попадает в отвод насоса (корпус), где происходит расширение площади поперечного сечения. В отводе кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную
энергию давления (скорость жидкости снижается давление растет).
Отвод насоса выполняет две основные функции: первая собирает жидкость после того как она выходит из рабочего колеса и направление ее в нагнетательный патрубок, вторая преобразование скоростного напора в давление.
Как меняется давление и скорость в насосе
На рисунке показаны графики изменения скорости и давления в центробежном насосе при прохождении жидкости по каналам
насоса от всасывающего патрубка до нагнетательного.

Принцип действия центробежного насоса. Описание.
Центробежный насос состоит из рабочего колеса, закрепленного на валу и вращающегося вместе с ним, и корпуса, который окружает рабочее колесо.
При вращении рабочего колеса насоса центробежные силы, создаваемые вращающимися лопастями, выталкивают жидкость наружу таким образом жидкости движется от центра рабочего колеса к периферии и в то же время снижают давление на входе в насос. Таким образом, на входе в рабочее колесо образуется область пониженного давления.
Давление на входе во всасывающем патрубке насоса выше, чем давление на входе в рабочее колесо и заставляет жидкость поступать в рабочее колесо.
Попадая на вращающееся рабочее колесо, жидкость под действием лопастей движется вдоль лопастей рабочего колеса, с ускорением по мере продвижения.
Лопатки в центробежном насосе обычно изогнуты назад по направлению вращения.
У некоторых специальных типов рабочих колес насосов лопасти не изогнуты, а прямые. Степень кривизны лопастей и их количество, наряду с другими факторами, определяют форму и характеристики напорной характеристики насоса.
Когда жидкость выходит из каналов рабочего колеса, она имеет максимальную скорость. На рисунке показаны графики изменения скорости и давления в центробежном насосе при прохождении жидкости по каналам насоса от всасывающего патрубка до нагнетательного.
После того как жидкость покидает рабочее колесо, она попадает в отвод насоса (корпус), где происходит расширение площади поперечного сечения. В отводе кинетическая энергия потока преобразуется в потенциальную энергию давления (скорость жидкости снижается давление растет).

Параметры насоса.
Подача насоса: объем жидкости, перемещаемый насосом, в единицу времени.
Q [м3/ч куб.м/час, л/с (литры в секунду).]
Напор насоса: Н [м] удельная энергия, сообщаемая единице веса жидкости.
Мощность потока жидкости на выходе из насоса.
Ргид = Q х g х Н – гидравлическая (полезная) мощность насоса [Вт], где
Q [м3/с], g [м/с2 ], ρ [кг/м3], H [м]
Мощность насоса, мощность на валу насоса (потребляемая мощность):
Р2 [Вт], P2 =М ω, энергия, подводимая к насосу от двигателя, за единицу времени
Коэффициент полезного действия (КПД): отношение полезной
мощности к потребляемой ηн
ηн = Ргид/Р2 =(Q х g х Н) /(М ω)
Р2 =(Q х gх Н)/ ηн

Мощность, потребляемая насосом.
Мощность на валу электродвигателя равна мощности на валу насоса
Мощность развиваемая электродвигателем зависит от нагрузки т.е. насоса
P2=Pэл х ηэл
P2=(Q х g х Н)/ ηн
P2 = Рэл.дв.

Напорная характеристика Q-H насоса.
Напорная характеристика насоса
Мощностная характеристика насоса
Мощность насоса
Характеристика КПД.
КПД насоса.
Характеристика насосной системы.
Характеристика насосной системы.
Рабочая точка насоса.
Режим работы насоса.
Коэффициент быстроходности Ns
Коэффициент подобия насосов.
Влияние вязкости и плотности на характеристики
Изменение характеристик при изменении свойств жидкости
Переразмеривание насосов.
Выбор насоса с большими параметрами.
Made on
Tilda