Насос


Насос - это устройство, которое перемещает жидкости ( жидкости или газы или ) иногда [ 1 ] Механическим действием, обычно превращаемым из электрической энергии в гидравлическую энергию.
Механические насосы служат в широком спектре применений, таких как накачка воды из скважин , аквариумная фильтрация , пруда фильтрация и аэрация , в автомобильной промышленности для охлаждения воды и впрыска топлива , в энергетической промышленности для накачки нефти и природного газа или для эксплуатационного охлаждения Башни и другие компоненты систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха . В медицинской промышленности насосы используются для биохимических процессов в разработке и производственной медицине, а также в качестве искусственных замены для частей тела, в частности сердца и искусственного протеза полового члена .
Когда насос содержит два или более механизма насоса с направлением жидкости, чтобы протекать через них последовательно, он называется многоэтапным насосом . Такие термины, как двухэтапный или двойной стадий, могут использоваться для конкретного описания количества этапов. Насос, который не соответствует этому описанию,-это просто одноступенчатый насос .
много различных типов химических и биомеханических насосов В биологии развивалось ; Биомимикрия иногда используется при разработке новых типов механических насосов.
Типы
[ редактировать ]Механические насосы могут быть погружены в жидкость, которую они качают или помещаются в внешнюю по отношению к жидкости.
Насосы могут быть классифицированы по методу смещения в электромагнитные насосы , насосы с положительным расстоянием , импульсные насосы , скоростные насосы , гравитационные насосы , паровые насосы и насосы класса . Существует три основных типа насосов: насосы с положительным смещением, центробежные и осевые насосы. В центробежных насосах направление потока жидкости изменяется на девяносто градуса, когда он течет через рабочее колесо, в то время как в осевых насосах направление потока не изменяется. [ 2 ] [ 3 ]
Электромагнитный насос
[ редактировать ]Электромагнитный насос - это насос, который перемещает жидкую металл , расплавленную соль , рассол или другую электропроводящую жидкость с использованием электромагнетизма .
Магнитное поле устанавливается под прямым углом к направлению, в котором движется жидкость, и через него проходит ток. Это вызывает электромагнитную силу, которая перемещает жидкость.
Применения включают в себя накачивание расплавленного припоя во многих волновых пайках, накачанную жидкость-металлическую жидкость и магнитогидродинамический привод .
Насосы с положительным расстоянием
[ редактировать ]

Насос с положительным расстоянием заставляет двигаться жидкостью путем захвата фиксированного количества и принуждения (смещения), которое охватило объем в разрядную трубу.
Некоторые насосы с положительным расстоянием используют расширяющуюся полость на стороне всасывания и уменьшающуюся полость на стороне разряда. Жидкость течет в насос, когда полость на стороне всасывания расширяется, и жидкость вытекает из разряда, когда полость рушится. Объем постоянный через каждый цикл работы.
Поведение и безопасность насоса с положительным расстоянием
[ редактировать ]Насосы с положительным расстоянием, в отличие от центробежного , могут теоретически производить один и тот же поток на заданной скорости вращения независимо от того, какое давление разгрузки. Таким образом, насосы с положительным расстоянием являются постоянными потоковыми машинами . Тем не менее, небольшое увеличение внутренней утечки по мере увеличения давления предотвращает действительно постоянную скорость потока.
Насос с положительным расстоянием не должен работать против закрытого клапана на стороне разгрузки насоса, потому что он не имеет отключенной головки, как центробежные насосы. Насос с положительным расстоянием, работающий против закрытого разряда, продолжает производить поток, и давление в линии разряда увеличивается до тех пор, пока линия не разрывается, насос сильно поврежден, или и то, и другое.
Поэтому необходим рельеф или предохранительный клапан на стороне разгрузки насоса с положительным рассеянием. Рельефный клапан может быть внутренним или внешним. Производитель насоса обычно имеет возможность поставлять внутренние клапаны рельефа или предохранительные клапаны. Внутренний клапан обычно используется только в качестве меры предосторожности. Внешний рельефный клапан в линии разряда с обратной линией обратно в линию всасывания или резервуаром для снабжения обеспечивает повышенную безопасность .
Типы положительного смещения
[ редактировать ]Насос с положительным размером может быть дополнительно классифицирован в соответствии с механизмом, используемым для перемещения жидкости:
- Положительное смещение вращения типа вращения : внутренний и внешний шестеренный насос , винтовой насос , насос доли , трансфер, лопаток и скользящий лопак , окружной поршень, гибкий рабочее колесо , спиральные скрученные корни (например гибкий
- Положительное смещение поршневого типа: поршневые насосы , насосы плунжера и насосы диафрагмы
- линейного типа Положительное смещение : веревочные насосы и цепные насосы
Роторные насосы с положительным расстоянием
[ редактировать ]
Эти насосы перемещают жидкость, используя вращающийся механизм, который создает вакуум, который захватывает и привлекает жидкость. [ 4 ]
Преимущества: роторные насосы очень эффективны [ 5 ] Потому что они могут обрабатывать высоко вязкие жидкости с более высокими скоростями потока с увеличением вязкости. [ 6 ]
Недостатки: природа насоса требует очень близких зазоров между вращающимся насосом и внешним краем, что заставляет его вращаться с медленной, устойчивой скоростью. Если вращающиеся насосы работают на высоких скоростях, жидкости вызывают эрозию, что в конечном итоге вызывает увеличенные зазоры, которые может пройти жидкость, что снижает эффективность.
Роторные насосы с положительным расстоянием делятся на пять основных типов:
- Переходные насосы - простой тип вращающегося насоса, где жидкость толкается вокруг пары передач.
- Винтовые насосы - форма внутренних насосов обычно составляет два винта, поворачиваясь друг на друга, чтобы накачать жидкость
- Ротариновые лопатные насосы
- Полые дисковые насосы (также известные как эксцентричные дисковые насосы или насосы с полыми вращающимися дисками), аналогичные компрессорам прокрутки , они имеют эксцентричный цилиндрический ротор, заключенный в круглый корпус. Когда ротор вращается, он ловит жидкость между ротором и корпусом, протягивая жидкость через насос. Он используется для очень вязких жидкостей, таких как продукты, полученные из нефти, а также может поддерживать высокое давление до 290 фунтов на квадратный дюйм. [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
- Перистальтические насосы имеют ролики, которые зажимают участок гибкой трубки, заставляя жидкость вперед, когда ролики продвигаются. Поскольку их очень легко сохранять чистоту, они популярны для добычи пищи, медицины и бетона .
По возврату насосов с положительным расстоянием
[ редактировать ]

Поправляющие насосы перемещают жидкость, используя один или несколько колеблющихся поршни, плунжеры или мембраны (диафрагмы), в то время как клапаны ограничивают движение жидкости в желаемом направлении. Для того, чтобы всасывание имело место, насос должен сначала потянуть поршень в внешнем движении, чтобы уменьшить давление в камере. После того, как поршень отталкивается назад, он увеличит давление камеры, а внутреннее давление поршня затем откроет разрядный клапан и высвободит жидкость в трубу доставки при постоянной скорости потока и увеличении давления.
Насосы в этой категории варьируются от Simplex , с одним цилиндром, до в некоторых случаях цилиндры Quad (четыре) или более. Многие насосы по взаимному типу являются дуплексным (два) или триплексным (три) цилиндром. Они могут быть либо однократы с всасыванием во время одного направления движения поршня и разрядки на другом, либо двойное действие с всасыванием и разрядками в обоих направлениях. Насосы могут работать вручную, по воздуху или парам, или по ремему, приводимому в движение двигателем. Этот тип насоса широко использовался в 19 -м веке - в первые дни паровой движения - в качестве насосов питательной воды для котла. В настоящее время поршневые насосы обычно накачают высоко вязкие жидкости, такие как бетон и тяжелые масла, и обслуживают в специальных применениях, которые требуют низких скоростей потока против высокого сопротивления. Поправляющие ручные насосы широко использовались для перекачки воды из скважин. Обычные велосипедные насосы и насосы для ног для инфляции возврата .
Эти насосы с положительным расстоянием имеют расширяющуюся полость на стороне всасывания и уменьшающуюся полость на стороне разряда. Жидкость течет в насосы, когда полость на стороне всасывания расширяется, и жидкость вытекает из разряда, когда полость рухнет. Объем постоянный, учитывая каждый цикл работы, и объемная эффективность насоса может быть достигнута посредством обычного обслуживания и проверки его клапанов. [ 14 ]
Типичные поршневые насосы:
- Насос плунжера - поршневой поршень проталкивает жидкость через один или два открытых клапана, закрытый при высадке на обратном пути.
- Насос диафрагмы - аналогично насосам плунжера, где плунжер оказывает давление на гидравлическое масло, которое используется для сгибания диафрагмы в насосном цилиндре. Клапаны диафрагмы используются для накачки опасных и токсичных жидкостей.
- Поршневые насосные насосы - обычно простые устройства для перекачки небольших количеств жидкости или геля вручную. Общий дозатор мыла для рук - такой насос.
- Радиальный поршневой насос - форма гидравлического насоса, где поршни простираются в радиальном направлении.
- Вибрационный насос или вибрационный насос-особенно недорогая форма насоса плунжера, популярная в недорогих эспрессо-машинах . [ 15 ] [ 16 ] Единственная движущаяся часть-это пружинный поршень, якорь соленоида . Приведенный на полволновой выпрямленной чередующейся токе , поршень вынужден вперед, находясь за напряженной энергией, и втягивается пружиной в течение другой половины цикла. Из -за их неэффективности вибрационные насосы, как правило, не могут работать более одной минуты без перегрева, поэтому ограничиваются прерывистой долей.
Различные насосы с положительным размером
[ редактировать ]Применимый принцип положительного рассылки применяется в этих насосах:
- Роторная доля насоса
- Прогнозирующийся полость насоса
- Вращающийся насос
- Поршневой насос
- Диафрагма насоса
- Винтовой насос
- Передаточный насос
- Гидравлический насос
- Насос роторного лопата
- Перистальтический насос
- Веревочный насос
- Гибкий насос рабочего колеса
Передаточный насос
[ редактировать ]
Это самая простая форма роторных насосов с положительным расстоянием. Он состоит из двух сетчатых шестерни, которые вращаются в тщательно установленном корпусе. Зубные пространства ловят жидкость и заставляют его вокруг внешней периферии. Жидкость не возвращается обратно на сетчатую часть, потому что зубы тесно связаны в центре. Насосы с передачей видят широкое использование в автомобильных моторных насосах и в различных гидравлических питаниях .
Винтовой насос
[ редактировать ]
Винтовой насос - это более сложный тип вращающегося насоса, который использует два или три винта с противоположной резьбой - например, один винт поворачивается по часовой стрелке, а другой против часовой стрелки. Винты установлены на параллельных стволах, в которых есть шестерни, которые сетчались, поэтому валы поворачиваются вместе, и все остается на месте. Винты включают валы и проводят жидкость через насос. Как и в случае с другими формами роторных насосов, зазор между движущимися частями и корпусом насоса минимальна.
Прогнозирующийся полость насоса
[ редактировать ]
Широко используемый для перекачивания сложных материалов, таких как осадок сточных вод, загрязненный большими частицами, прогрессирующий насос полости состоит из спирального ротора, примерно в десять раз до его ширины. Это может быть визуализировано как центральное ядро диаметра x с, как правило, изогнутой спиральной раной вокруг толщины половина х , хотя на самом деле оно производится в одном литье. Этот вал вписывается в тяжелый резиновый рукав, толщина стенки также обычно x . Когда вал вращается, ротор постепенно поднимает жидкость вверх по резиновой рукаве. Такие насосы могут развиваться очень высокое давление при низких объемах.
Насос типа корней
[ редактировать ]
Назван в честь братьев -корней, которые изобрели его, этот насос доли вытесняет жидкость, захваченную между двумя длинными спиральными роторами, каждый из которых был установлен в другой, когда он перпендикуляр при 90 °, вращаясь внутри конфигурации герметичной линии треугольной формы, как в точке всасывания, так и в точка разряда. Этот дизайн производит непрерывный поток с равным объемом и без вихря. Он может работать с низкими уровнями пульсации и предлагает мягкую производительность, которая требуется некоторым приложениям.
Приложения включают:
- высокой мощности Промышленные воздушные компрессоры .
- Корни нагнетателей на двигателях внутреннего сгорания .
- Бренд сирены гражданской обороны, федеральная сигнальная корпорация Thunderbolt .
Перистальтический насос
[ редактировать ]
- Перистальтический насос это тип насоса с положительным смещением. Он содержит жидкость в гибкой трубке, установленной в корпусе круглого насоса (хотя были изготовлены линейные перистальтические насосы). Ряд роликов , обуви или дворников , прикрепленных к ротору, сжимает гибкую трубку. Когда ротор поворачивается, часть трубки при сжатии закрывается (или окклюды ), вынуждая жидкость через трубку. Кроме того, когда трубка открывается до своего естественного состояния после прохождения кулачки, она втягивает ( реституцию ) жидкость в насос. Этот процесс называется перистальтикой и используется во многих биологических системах, таких как желудочно -кишечный тракт .
Плунжер насосы
[ редактировать ]Насосы плунжера являются поршневыми насосами с положительным расстоянием.
Они состоят из цилиндра с поршневым поршнем. Всасывающие и разрядные клапаны установлены в головке цилиндра. При всасывающем ходу плунжер убирается, а клапаны всасывания открываются, вызывая всасывание жидкости в цилиндр. На прямом ходу плунжер выталкивает жидкость из разрядного клапана. Эффективность и общие проблемы: только с одним цилиндром в насосах плунжера, поток жидкости варьируется между максимальным потоком, когда плунжер перемещается через средние положения, и нулевой поток, когда поршень находится в конечных положениях. Большая часть энергии тратится впустую, когда жидкость ускоряется в системе трубопроводов. Вибрация и водяной молот могут быть серьезной проблемой. В целом, проблемы компенсируются с помощью двух или более цилиндров, не работающих в фазе друг с другом. Центробежные насосы также подвержены водяному молоту. Анализ скачков , специализированное исследование, помогает оценить этот риск в таких системах.
Насос плунжера в стиле триплекса
[ редактировать ]Насосы Triplex Plunger используют три плунжера, которые уменьшают пульсацию по сравнению с одиночными поршневыми насосами плунжера. Добавление пульсационного демпщика на выходе насоса может дополнительно сгладить волновую пульсацию насоса или пульсальный график преобразователя насоса. Динамическая связь жидкости и плунжера высокого давления обычно требует высококачественных уплотнений плунжера. Насосы плунжера с большим количеством плунжеров имеют преимущество увеличения потока или более плавного потока без импперта пульсации. Увеличение движущихся деталей и нагрузки коленчатого вала является одним из недостатков.
Автомобильные стирки часто используют эти плунжеры-плунжера в стиле триплексы (возможно, без пульсационных амортизаторов). В 1968 году Уильям Бруггман уменьшил размер триплексного насоса и увеличил срок службы, чтобы автомобильные стирки могли использовать оборудование с небольшими следоми. Прочные уплотнения высокого давления, уплотнения низкого давления и масляные уплотнения, закаленные коленчатые вали, закаленные соединительные шатуны, толстые керамические плунгеры и более тяжелые подшипники для шарика и ролики повышают надежность в триплексных насосах. Триплексные насосы сейчас находятся на множестве рынков по всему миру.
Триплексные насосы с более коротким сроком службы являются обычным явлением для домашнего пользователя. Человек, который использует стиральную машину на дому в течение 10 часов в год, может быть удовлетворен насосом, который длится 100 часов между восстановлениями. Триплексные насосы промышленного уровня или непрерывной обязанности на другом конце спектра качества могут работать до 2080 часов в год. [ 17 ]
Нефтяная и газовая буровая отрасль использует массивные полуприцепные триплексные насосы, называемые грязными насосами для насосной буровой грязи , что охлаждает буровой бит и несет черенки обратно на поверхность. [ 18 ] Бурильщики используют триплекс или даже квинкуплексные насосы для впрыскивания воды и растворителей глубоко в сланце в процессе извлечения, называемого фрекингом . [ 19 ]
Сжатый воздушный насос с сжатым воздухом
[ редактировать ]Запустите сжатый воздух, эти насосы по своей природе безопасны, хотя все производители предлагают сертифицированные ATEX модели для соблюдения отраслевого регулирования. Эти насосы являются относительно недорогими и могут выполнять широкий спектр обязанностей, от выкачивания воды из осадков до накачки соляной кислоты из безопасного хранения (в зависимости от того, как производится насос - эластомеры / конструкция тела). Эти двойные насосы могут обрабатывать вязкие жидкости и абразивные материалы с мягким процессом накачки, идеально подходящим для транспортировки чувствительной к сдвигу среда. [ 20 ]
Веревочный насос
[ редактировать ]
Разработанные в Китае как цепные насосы более 1000 лет назад, эти насосы можно изготовить из очень простых материалов: веревка, колесо и труба достаточно для изготовления простого веревочного насоса. Эффективность веревочного насоса была изучена массовыми организациями, и методы для их изготовления и управления их постоянно улучшаются. [ 21 ]
Импульсный насос
[ редактировать ]Импульсные насосы используют давление, созданное газом (обычно воздухом). В некоторых импульсных насосах газ, захваченный жидкостью (обычно водой), высвобождается и накапливается где -то в насосе, создавая давление, которое может подтолкнуть часть жидкости вверх.
Обычные импульсные насосы включают:
- Гидравлические оперативные насосы -кинетическая энергия водоснабжения с низким содержанием головы хранится в гидравлическом аккумуляторе воздушного пузыря , а затем используется для привода воды к более высокой головке.
- Пульсерные насосы - работают с природными ресурсами, только с помощью кинетической энергии.
- Насосы воздушных перевозок - запустите на воздух, вставленную в трубу, которая толкает воду, когда пузырьки движутся вверх
Вместо цикла накопления газа и выпуска давление может быть создано путем сжигания углеводородов. Такие насосы, управляемые сгоранием, непосредственно передают импульс от события сгорания через мембрану приведения в жидкость насоса. Чтобы допустить эту прямую передачу, насос должен быть почти полностью изготовлен из эластомера (например, силиконовый резин ). Следовательно, сжигание заставляет мембрану расширяться и тем самым выкатывает жидкость из соседней насосной камеры. Первый мягкий насос, управляемый сгоранием, был разработан Eth Zurich. [ 22 ]
Гидравлический баран -насос
[ редактировать ]Гидравлическая оперативная память - это водяной насос, питающийся гидроэнергетикой. [ 23 ]
Он принимает воду при относительно низком давлении и высокой скорости потока и выводит воду при более высокой гидравлической головке и более низкой скорости потока. Устройство использует эффект водоснабжения , чтобы получить давление, которое поднимает часть входной воды, которая приводит насос на насос в точке выше, чем с начала воды.
Гидравлическая оперативная память иногда используется в удаленных районах, где есть как источник низкогодичной гидроэнергетики, так и необходимость перекачивать воду в пункт назначения выше по высоте, чем источник. В этой ситуации оперативная память часто полезна, поскольку она не требует внешнего источника власти, кроме кинетической энергии проточной воды.
Скоростные насосы
[ редактировать ]
Ротодинамические насосы (или динамические насосы) представляют собой тип скоростного насоса, в котором кинетическая энергия добавляется в жидкость путем увеличения скорости потока. Это увеличение энергии преобразуется в усиление потенциальной энергии (давление), когда скорость уменьшается до или, поскольку поток выходит из насоса в разрядную трубу. Это преобразование кинетической энергии в давление объясняется первым законом термодинамики , или, более конкретно, по принципу Бернулли .
Динамические насосы могут быть дополнительно подразделены в соответствии со средством, в которых достигается усиление скорости. [ 24 ]
Эти типы насосов имеют ряд характеристик:
- Непрерывная энергия
- Превращение добавленной энергии для увеличения кинетической энергии (увеличение скорости)
- Превращение повышенной скорости (кинетическая энергия) в увеличение давления
Практическая разница между динамическими и насосами с положительным расстоянием заключается в том, как они работают в условиях замкнутого клапана. Насосы с положительным размером физически вытесняют жидкость, поэтому закрытие клапана вниз по течению от насоса с положительным расстоянием создает постоянное наращивание давления, которое может вызвать механическое разрушение трубопровода или насоса. Динамические насосы отличаются тем, что они могут быть безопасно эксплуатироваться в условиях закрытого клапана (в течение коротких периодов времени).
Насос радиального потока
[ редактировать ]Такой насос также называется центробежным насосом . Жидкость попадает вдоль оси или в центре, ускоряется работой рабочего колеса и выходит под прямым углом к валу (радиально); Примером является центробежный вентилятор , который обычно используется для реализации вакуумного чистящего средства . Другой тип насоса радиального потока-это вихревой насос. Жидкость в них движется в тангенциальном направлении вокруг рабочего колеса. Преобразование из механической энергии двигателя в потенциальную энергию потока происходит посредством нескольких вихрь, которые возбуждаются рабочим колесом в рабочем канале насоса. Как правило, насос радиального потока работает при более высоких давлениях и более низких скоростях потока, чем осевой или насос смешанного потока.
Осевой насос
[ редактировать ]Они также называются всежидными насосами . Жидкость выталкивается наружу или внутрь для перемещения жидкости осевого. Они работают с гораздо более низкими давлениями и более высокими скоростями потока, чем насосы радиального потока (центробежный). Насосы с осевым потоком не могут быть выполнены до скорости без особых мер предосторожности. Если при низкой скорости потока общий рост головки и высокий крутящий момент, связанный с этой трубой, означают, что стартовый крутящий момент должен стать функцией ускорения для всей массы жидкости в трубной системе. [ 25 ]
Насосы смешанного потока функционируют как компромисс между радиальными и осевыми насосами. Жидкость испытывает как радиальное ускорение, так и подъем и выходит из рабочего колеса где -то между 0 и 90 градусов от осевого направления. Как следствие, насосы смешанного потока работают при более высоких давлениях, чем насосы с осевым потоком, одновременно выполняя более высокие разряды, чем насосы радиального потока. Угол выхода потока диктует характеристику под давлением головы по отношению к радиальному и смешанному потоку.
Регенеративный турбинный насос
[ редактировать ]

Также известный как перетаскивание , трение , насос жидкости , периферические , тяговые , турбулентность или вихревые насосы, регенеративные турбинные насосы представляют собой класс ротодинамического насоса , который работает при высоких давлениях головы, как правило, 4–20 бар (400–2000 кПа; 58 –290 фунтов на квадратный дюйм). [ 26 ]
Насос имеет рабочее колесо с рядом лопастей или лопастей, которые вращаются в полости. Всасывающий порт и порты давления расположены по периметру полости и изолированы с помощью барьера, называемого стриптизершей , который позволяет только каналу наконечника (жидкость между лопастями) рециркулировать, и прикрепляет любую жидкость в боковом канале (жидкость в полость за пределами лопастей) через порт давления. В регенеративном турбинном насосе, поскольку жидкие спирали неоднократно от лопасти в боковой канал и обратно на следующий лопак, кинетическая энергия передается на периферию, [ 26 ] Таким образом, давление накапливается с каждой спиралью, таким же, как и регенеративный воздуходувка. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]
Поскольку регенеративные турбинные насосы не могут стать заблокированными парами , они обычно применяются к летучим, горячей или криогенной жидкости. Однако, поскольку допуски обычно плотные, они уязвимы для твердых веществ или частиц, вызывающих заклинивание или быстрый износ. Эффективность обычно низкая, а давление и энергопотребление обычно уменьшаются с потоком. Кроме того, направление накачки может быть изменено, обратив направление спина. [ 29 ] [ 27 ] [ 30 ]
Насос бокового канала
[ редактировать ]Насос с боковым каналом имеет всасывающий диск, рабочее колесо и разрядный диск. [ 31 ]
Эдуктора-самолетный насос
[ редактировать ]Это использует самолет, часто парового, для создания низкого давления. Это низкое давление всасывает жидкость и продвигает его в область более высокого давления.
Гравитационные насосы
[ редактировать ]Гравитационные насосы включают фонтан Сифон и Херона . Гидравлическая ОЗУ также иногда называют гравитационным насосом. В гравитационном насосе жидкость поднимается гравитационной силой.
Паровой насос
[ редактировать ]Паросовые насосы долгое время представляют исторический интерес. Они включают в себя любой тип насоса, работающий на паровом двигателе , а также без поршневых насосов, таких как Thomas Savery 's или паровой насос пульса .
Недавно наблюдался возрождение интереса к солнечным паровым насосам с низким энергопотреблением для использования в ирригации мелких в развивающихся странах. Ранее небольшие паровые двигатели не были жизнеспособными из -за эскалации неэффективности, поскольку пара -двигатели уменьшаются в размерах. Однако использование современных инженерных материалов в сочетании с альтернативными конфигурациями двигателя означало, что эти типы системы в настоящее время являются экономически эффективной возможностью.
Беспородсные насосы
[ редактировать ]Кернессная накачка помогает в транспортировке жидкости в различных биомедицинских и инженерных системах. В системе накачки класса клапаны (или физические окклюзии) не присутствуют для регулирования направления потока. Эффективность накачки жидкости, однако, не обязательно ниже, чем та, имеющая клапаны. Фактически, многие динамические системы жидкости в природе и инженерии более или менее полагаются на накачку класса для транспортировки рабочих жидкостей в них. Например, кровообращение в сердечно -сосудистой системе сохраняется в некоторой степени, даже когда клапаны сердца терпят неудачу. Тем временем сердце эмбриональных позвоночных начинает качать кровь задолго до развития заметных камер и клапанов. Подобно кровообращению в одном направлении, респираторные системы птиц накачивают воздух в одном направлении в жестких легких, но без какого -либо физиологического клапана. В микрофлюидике класса были изготовлены насосы импеданса , и, как ожидается, будут особенно подходящими для обработки чувствительных биофлюидов. Чернильные реактивные принтеры, работающие на Принцип пьезоэлектрического преобразователя также использует классную накачку. Насосная камера опорожняется через печать из -за уменьшенного импеданса потока в этом направлении и заполняется капиллярным действием .
Ремонт насоса
[ редактировать ]Изучение записей по ремонту насосов и среднее время между сбоями (MTBF) имеет большое значение для ответственных и добросовестных пользователей насосов. Ввиду этого факта, предисловие к руководству пользователя насоса 2006 года ссылается на статистику «накачки». Для удобства эти статистики отказа часто переводятся в MTBF (в данном случае установленный срок службы до неудачи). [ 32 ]
В начале 2005 года Гордон Бак, главный инженер John Crane Inc. по полевым операциям в Батон -Руж, штат Луизиана, изучил записи о ремонте для ряда заводов на нефтеперерабатывании и химических веществах, чтобы получить значимые данные о надежности для центробежных насосов. В общей сложности было включено 15 операционных заводов, имеющих около 15 000 насосов. Самые маленькие из этих растений имели около 100 насосов; Несколько заводов имели более 2000 года. Все объекты были расположены в Соединенных Штатах. Кроме того, считается «новым», другие как «обновленные», а другие - как «установленные». Многие из этих растений - но не все - имели альянс с Джоном Крэном. В некоторых случаях контракт на альянс включал в себя наличие техника John Crane Inc. или инженера на месте для координации различных аспектов программы.
Однако не все растения являются нефтеперерабатывающими заводами, и различные результаты происходят в другом месте. На химических заводах насосы исторически были «выброшенными» предметами, поскольку химическая атака ограничивает жизнь. В последние годы все улучшилось, но несколько ограниченного пространства, доступного в «старых», и стандартизированных ASME Boxes, ограничивает ограничения на тип уплотнения, который подходит. Если пользователь насоса не обновит камеру уплотнения, насос разместит только более компактные и простые версии. Без этого модернизации время жизни в химических установках, как правило, составляют от 50 до 60 процентов от значений нефтеперерабатывающего завода.
Неопланированное техническое обслуживание часто является одной из наиболее значительных затрат на владение, и сбои механических уплотнений и подшипников являются одними из основных причин. Имейте в виду потенциальную ценность выбора насосов, которые стоят дороже, но для ремонта стоят намного дольше. MTBF лучшего насоса может быть на один-четыре года дольше, чем у его не обреченного аналога. Учтите, что опубликованные средние значения избегающих отказов насоса варьируются от 2600 до 12 000 долларов США. Это не включает потерянные альтернативные расходы . Один пожар насоса происходит на 1000 отказов. Наличие меньшего количества отказов насоса означает, что меньше разрушительных пожаров насоса.
Как уже отмечалось, типичный сбой насоса, основанный на фактических отчетах 2002 года, в среднем стоит 5000 долларов США. Это включает в себя затраты на материал, детали, труд и накладные расходы. Расширение MTBF насоса с 12 до 18 месяцев сэкономит 1667 долларов США в год, что может быть больше, чем стоимость обновления надежности центробежного насоса. [ 32 ] [ 1 ] [ 33 ]
Приложения
[ редактировать ]
Насосы используются по всему обществу для различных целей. Ранние применения включают в себя использование ветряной мельницы или водяной мелки для перекачки воды. Сегодня насос используется для орошения, водоснабжения , подачи бензина, кондиционирования воздуха систем , охлаждения (обычно называемого компрессором), химического движения, сточных вод движения , контроля наводнений, морских услуг и т. Д.
Из -за широкого спектра применения насосы имеют множество форм и размеров: от очень больших до очень маленьких, от обработки газа до обработки жидкости, от высокого давления до низкого давления и от большого объема до низкого объема.
Заполнение насоса
[ редактировать ]Как правило, жидкий насос не может просто нарисовать воздух. Линия подачи насоса и внутренний корпус, окружающий механизм накачки, должны сначала быть заполнены жидкостью, которая требует накачки: оператор должен ввести жидкость в систему, чтобы инициировать насос. Это называется праймированием насоса. Потеря простого обычно связана с проглатыванием воздуха в насос. Зазор и коэффициенты смещения в насосах для жидкостей, будь то тонкие или более вязкие, обычно не могут вытеснить воздух из -за его сжимаемости. Это имеет место с большинством скоростных (ротодинамических) насосов - например, центробежные насосы. Для таких насосов положение насоса всегда должно быть ниже точки всасывания, если не должен быть заполнен насосом вручную жидкой или вторичным насосом, пока весь воздух не будет удален из линии всасывания и корпуса насоса.
Однако насосы с положительным делом, как правило, имеют достаточно плотное уплотнение между движущимися частями и корпусом или корпусом насоса, чтобы их можно было описать как самопоглощение . Такие насосы также могут служить насосами для замыкания , так называемых, когда они используются для удовлетворения этой необходимости для других насосов вместо действий, предпринятых человеческим оператором.
Насосы как общественные водоснабжения
[ редактировать ]


Одним из видов насоса, когда-то обычного во всем мире, был водяной насос с ручным двигателем или «кувшинный насос». Он обычно устанавливался над общественными водными скважинами за дни до снабжения водопроводной воды.
В некоторых частях Британских островов его часто называли приходским насосом . выражения Хотя такие насосы сообщества больше не распространены, люди все еще использовали приходский насос для описания места или форума, где обсуждаются вопросы местного интереса. [ 37 ]
Поскольку вода из кувшинов накачивается непосредственно из почвы, она более подвержена загрязнению. Если такая вода не отфильтрована и очищена, потребление ее может привести к желудочно-кишечным или другим заболеваниям воды. Печально известный случай - это вспышка холеры на Брод -стрит 1854 года . В то время было неизвестно, как была передана холера, но врач Джон Сноу подозревал загрязненную воду и имел ручку общественного насоса, которую он подозревал; Вспышка затем утихла.
Современные общественные насосы, управляемые ручным управлением Ручной насос открывает доступ к более глубоким подземным водам, который часто не загрязняется, а также повышает безопасность скважины, защищая источник воды от загрязненных ведер. Насосы, такие как насос Afridev, предназначены для того, чтобы быть дешевым для сборки и установки, и простые в обслуживании с простыми частями. Тем не менее, нехватка запасных частей для такого типа насосов в некоторых регионах Африки снизила их полезность для этих областей.
Уплотнение многофазных насосных применений
[ редактировать ]Многофазные насосные приложения, также называемые трифазой, выращивались из-за повышенной активности бурения нефти. Кроме того, экономика многофазного производства привлекательна для операций вверх по течению, поскольку она приводит к более простым, меньшим установкам в поле, снижении затрат на оборудование и улучшению производства. По сути, многофазный насос может вместить все свойства потока жидкости одним куском оборудования, который имеет меньшую площадь. Часто два меньших многофазных насоса устанавливаются последовательно, а не только один массивный насос.
Типы и особенности многофазных насосов
[ редактировать ]Helico-Axial (центробежный)
[ редактировать ]Ротодинамический насос с одним валом, который требует двух механических уплотнений, этот насос использует осевое рабочее колесо открытого типа. Его часто называют насосом Посейдона , и он может быть описан как нечто среднее между осевым компрессором и центробежным насосом.
Двойной свитан (положительное рассеяние)
[ редактировать ]Двойной насос построен из двух винтов с междушными винтами, которые перемещают насосную жидкость. Двойные винтовые насосы часто используются, когда условия накачки содержат высокие объемные фракции и колеблющиеся входные условия. Четыре механических уплотнения необходимы для герметизации двух валов.
Прогрессивная полость (положительное смещение)
[ редактировать ]Когда насосное применение не подходит для центробежного насоса, вместо этого используется прогрессивный насос полости. [ 38 ] Прогрессивные полости насосы представляют собой однокварные типы, обычно используемые в мелких скважинах или на поверхности. Этот насос в основном используется на поверхностных приложениях, где насосная жидкость может содержать значительное количество твердых веществ, таких как песок и грязь. Объемная эффективность и механическая эффективность прогрессирующей полости насоса увеличиваются по мере того, как это делает вязкость жидкости. [ 38 ]
Электрические погружения (центробежный)
[ редактировать ]Эти насосы в основном представляют собой многоступенчатые центробежные насосы и широко используются в приложениях масляных скважин в качестве метода искусственного подъема. Эти насосы обычно указываются, когда насосная жидкость в основном жидкость.
Буферный бак Буферный резервуар часто устанавливается вверх по течению от насоса всасывающей формы в случае потока слизняка . Буферный резервуар разбивает энергию жидкого слизняка, сглаживает любые колебания в входящем потоке и действует как песчаная ловушка.
Как указывает имя, многофазные насосы и их механические уплотнения могут столкнуться с большим изменением в условиях обслуживания, таких как изменение состава процесса жидкости, изменения температуры, высокое и низкое рабочее давление и воздействие абразивной/эрозивной среды. Задача заключается в выборе соответствующей системы расположения и поддержки механического уплотнения для обеспечения максимального срока службы уплотнения и ее общей эффективности. [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]
Спецификации
[ редактировать ]Насосы обычно оцениваются по мощности , объемной скорости потока , выходом давления в метрах (или футах) головы, входной всасывания в всасывающих ногах (или метрах) головы. Голова может быть упрощена как количество футов или метров, насос может поднять или понизить столб воды при атмосферном давлении .
С начальной точки зрения конструкции инженеры часто используют количество, называемое конкретной скоростью, чтобы определить наиболее подходящий тип насоса для конкретной комбинации скорости потока и головки. Чистая положительная всасывающая головка (NPSH) имеет решающее значение для производительности насоса. У него есть два ключевых аспекта: 1) NPSHR (требуется): головка, необходимая для работы насоса без проблем с кавитацией. 2) NPSHA (доступно): фактическое давление, обеспечиваемое системой (например, из верхнего резервуара). Для оптимальной работы насоса NPSHA всегда должна превышать NPSHR. Это гарантирует, что насос имеет достаточное давление для предотвращения кавитации, повреждающего условия.
Насосная мощность
[ редактировать ]Мощность, передаваемая в жидкость, увеличивает энергию жидкости на единицу объема. Таким образом, соотношение мощности находится между превращением механической энергии механизма насоса и элементами жидкости внутри насоса. В целом, это регулируется серией одновременных дифференциальных уравнений, известных как уравнения Навье -Стокса . Однако более простое уравнение, связанное только с различными энергиями в жидкости, известное как уравнение Бернулли, можно использовать. Отсюда и мощность, P, требуется насосом:
где ΔP-это изменение общего давления между входом и выходом (в PA), а Q, объемная скорость потока жидкости приведена в M 3 /с. Общее давление может иметь гравитационного, статического давления и кинетической энергии компоненты жидкости ; Т.е. энергия распределяется между изменением гравитационной потенциальной энергии (поднимающееся или вниз по холму), изменением скорости или изменением статического давления. η - это эффективность насоса, и она может быть предоставлена информацией производителя, например, в виде кривой насоса, и обычно получено либо из симуляции динамики жидкости (то есть решений для навиеров -штоков для конкретной геометрии насоса), или или или тестированием. Эффективность насоса зависит от конфигурации насоса и условий работы (таких как скорость вращения, плотность жидкости, вязкость и т. Д.)
Для типичной конфигурации «накачки» работа передается на жидкость и, таким образом, является положительной. Для жидкости, придающей работу на насосе (то есть турбина ), работа негативна. Мощность, необходимая для привода насоса, определяется путем деления выходной мощности на эффективность насоса. Кроме того, это определение охватывает насосы без движущихся частей, таких как сифон .
Эффективность
[ редактировать ]Эффективность насоса определяется как отношение мощности, придаваемое жидкости насосом, по отношению к питание, поставляемое для управления насосом. Его значение не фиксируется для данного насоса, эффективность является функцией разряда и, следовательно, также эксплуатационной головки. Для центробежных насосов эффективность имеет тенденцию увеличиваться с скоростью потока до точки на полпути через эксплуатационный диапазон (пиковая эффективность или лучшая точка эффективности (BEP)), а затем снижается по мере увеличения скорости потока. Данные о производительности насоса, такие как это, обычно поставляются производителем перед выбором насоса. Эффективность насоса имеет тенденцию снижаться со временем из -за износа (например, увеличение зазоров по мере уменьшения размеров по размеру).
Когда система включает в себя центробежный насос, важной проблемой конструкции является сопоставление характеристики потока потерь головы с насосом, так что она работает или близко к точке своей максимальной эффективности.
Эффективность насоса является важным аспектом, и насосы должны быть регулярно протестированы. Термодинамическое насосное тестирование является одним из методов.
Минимальная защита потока
[ редактировать ]Большинство больших насосов имеют минимальное требование потока, ниже которого насос может быть поврежден путем перегрева, износа рабочего колеса, вибрации, отказа уплотнения, повреждения приводного вала или плохой производительности. [ 42 ] Минимальная система защиты потока гарантирует, что насос не работает ниже минимальной скорости потока. Система защищает насос, даже если он закрыт или мертвым, то есть, если линия разряда полностью закрыта. [ 43 ]
Самая простая минимальная система потока - это труба, проходящая от линии выгрузки насоса, обратно к линии всасывания. Эта линия оснащена размером с отверстий , чтобы пройти минимальный поток насоса. [ 44 ] Расположение гарантирует, что минимальный поток сохраняется, хотя оно является расточительным, поскольку он перерабатывает жидкость, даже если поток через насос превышает минимальный поток.

Более сложная, но более дорогостоящая система (см. Диаграмму) включает в себя устройство измерения потока (Fe) в разряде насоса, которое обеспечивает сигнал в контроллере потока (FIC), которое приводит в действие клапан управления потоком (FCV) в линии переработки. Если измеренный поток превышает минимальный поток, то FCV закрыт. Если измеренный поток падает ниже минимального потока, FCV открывается, чтобы поддерживать минимальную расход. [ 42 ]
Когда жидкости перерабатывают кинетическая энергия насоса повышает температуру жидкости. Для многих насосов эта дополнительная тепловая энергия рассеивается через трубопровод. Тем не менее, для крупных промышленных насосов, таких как насосы нефтяных трубопроводов, в линии переработки приводится рециркулярный охладитель для охлаждения жидкостей до нормальной температуры всасывания. [ 45 ] В качестве альтернативы переработанные жидкости могут быть возвращены вверх по течению от экспортного охладителя на нефтеперерабатывающем заводе , масляном терминале или на оффшорной установке .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Погружаемые насосы для суспензии с высоким спросом . Engineeringnews.co.za. Получено на 2011-05-25.
- ^ Таксономия насосов и водных подъемников . Fao.org. Получено на 2011-05-25.
- ^ Инженерные науки Блок данных (2007). «Радиальные, смешанные и осевые насосы. Введение» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-03-08 . Получено 2017-08-18 .
- ^ «Понимание положительных насосов смещения | Pumpscout» . Архивировано с оригинала 2018-01-04 . Получено 2018-01-03 .
- ^ «Объемная эффективность роторных насосов с положительным смещением» . www.pumpsandsystems.com . 2015-05-21 . Получено 2019-03-27 .
- ^ INC., Elyk Innovation. «Положительные насосы смещения - роторные насосы лобепро» . www.lobepro.com . Архивировано с оригинала 2018-01-04 . Получено 2018-01-03 .
{{cite web}}
:|last=
имеет общее имя ( справка ) - ^ «Эксцентричные дисковые насосы» . PSG
- ^ «Полые дисковые ротационные насосы» . Вершина оборудования .
- ^ "M Pompe | Полые колебания дисковых насосов | Насосы самостоятельного прайма | Обратимые насосы | Низкоскоростные насосы" . www.mpompe.com . Архивировано из оригинала 2020-02-06 . Получено 2019-12-20 .
- ^ «Полые дисковые насосы» . Поставщик насоса Bedu .
- ^ «3p Prinz - Полые вращающиеся дисковые насосы - Pompe 3p - сделанный в Италии» . www.3pprinz.com . Архивировано из оригинала 2020-08-06 . Получено 2019-12-20 .
- ^ "Полый диск насос" . magnatexpumps.com . Архивировано из оригинала 2020-08-06 . Получено 2019-12-20 .
- ^ «Полые вращающиеся насосы» . 4 ноября 2014 года.
- ^ Inc., Треугольные компоненты насоса. "Что такое объемная эффективность?" Полем Получено 2018-01-03 .
{{cite news}}
:|last=
имеет общее имя ( справка ) - ^ «Часто задаваемые вопросы и фавориты - эспрессо -машины» . www.home-barista.com . 21 ноября 2014 года.
- ^ «Насос: сердце вашей эспрессо -машины» . Клайв Кофе .
- ^ «Окончательное руководство: насосы, используемые в шайбах давления» . Обзор давления Washr . 13 августа 2015 года . Получено 14 мая 2016 года .
- ^ "Буровые насосы" . Гарднер Денвер .
- ^ «Насосы стимуляции и разрушения: поршневая, стимуляция квинтауплекса и насос разрыва» архив 2014-02-22 на машине Wayback . Гарднер Денвер.
- ^ «Преимущества двойного диафрагмы насоса с воздухом» . Получено 2018-01-03 .
- ^ Tanzania Water Arackived 2012-03-31 в блоге «Путевориц Машины» -пример массового исследователя рассказал о своем исследовании и работает с вереткой насосом в Африке.
- ^ CM Schumacher, M. Loepfe, R. Fuhrer, RN Grass, и WJ Stark, "3D-типография с потерянными режимами мягких силиконовых моноблок, обеспечивающие душераздирающую накачку путем внутреннего сгорания», RSC Advances, vol. 4, с. 16039–16042, 2014.
- ^ Demirbas, Ayhan (2008-11-14). Биотопливо: обеспечение будущих потребностей в энергетике планеты . Springer Science & Business Media. ISBN 9781848820111 .
- ^ Добро пожаловать в Гидравлический институт, архивный 2011-07-27 на The Wayback Machine . Pumps.org. Получено на 2011-05-25.
- ^ «Радиальные, смешанные и осевые потоки насосы» (PDF) . Институт дипломных инженеров, Бангладеш . Июнь 2003 года. Архивировано из оригинала (PDF) 2014-03-08 . Получено 2017-08-18 .
- ^ Jump up to: а беременный Перепел Ф., Сканлон Т., Стикленд М. (2011-01-11). «Оптимизация проектирования регенеративного насоса с использованием численных и экспериментальных методов» (PDF) . Международный журнал численных методов тепла и потока жидкости . 21 : 95–111. doi : 10.1108/09615531111095094 . Получено 2021-07-21 .
- ^ Jump up to: а беременный «Регенеративный турбинный насос» . rothpump.com . Получено 30 апреля 2021 года .
- ^ Раджман, М. Сатиш; Kallurkar, SP (май 2015). «Анализ CFD внутреннего центробежного насоса для повышения производительности» . Международный исследовательский журнал инженерии и технологий . 02 / #02 . Получено 30 апреля 2021 года .
- ^ Jump up to: а беременный «Регенеративные турбинные насосы: брошюра продукта» (PDF) . PSG DOVER: EBSRA . С. 3-4-7 . Получено 30 апреля 2021 года .
- ^ «Регенеративный турбинный насос против центробежного насоса» . Dyna Flow Engineering . Архивировано из оригинала 30 апреля 2021 года . Получено 30 апреля 2021 года .
- ^ "Что такое насос бокового канала?" Полем Майкл Смит Инженеры . Получено 24 декабря 2022 года .
- ^ Jump up to: а беременный Статистика насоса должна формировать стратегии архив 2016-03-04 на машине Wayback . Mt-online.com 1 октября 2008 года. Получено 24 сентября 2014 года.
- ^ Вассер, Гуденбергер, Джим и Боб (ноябрь 1993 г.). «Расширенный срок службы, уплотнение нулевых выбросов для насосов в процессах». Джон Крейн Технический отчет . Routledge. TRP 28017.
- ^ Дональд Рутледж Хилл , «Машиностроение в средневековом ближнем Востоке», Scientific American , май 1991 г., с. 64-9 ( ср. Дональд Хилл , машиностроения архивировано 25 декабря 2007 года на машине Wayback )
- ^ Ахмад Ю. Аль-Хасан . «Происхождение всасывающего насоса: Аль-Джазари 1206 г. н.э.», архивное из оригинала 26 февраля 2008 года . Получено 16 июля 2008 года .
- ^ Хилл, Дональд Рутледж (1996). История инженерии в классические и средневековые времена . Лондон: Routledge. п. 143. ISBN 0-415-15291-7 .
- ^ «Онлайн словарь - приходский насос» . Получено 2010-11-22 .
- ^ Jump up to: а беременный «Когда использовать прогрессивные насосы полости» . www.libertyprocess.com . Получено 2017-08-18 .
- ^ Запечатывание многофазных насосных приложений | Печать архивировали 2009-09-03 на The Wayback Machine . Pump-zone.com. Получено на 2011-05-25.
- ^ John Crane Seal Sentinel-Джон Крейн увеличивает производственные возможности с помощью машины, которая упрощает четыре функции обработки в одну архивную 2010-11-27 на машине Wayback . Sealsentinel.com. Получено на 2011-05-25.
- ^ Вакуумный насос новый на рынке SA . Engineeringnews.co.za. Получено на 2011-05-25.
- ^ Jump up to: а беременный Crane Engineering. «Минимальная линия обхода потока» . Crane Engineering . Получено 25 января 2021 года .
- ^ Ассоциация поставщиков газовых процессоров (2004). GPSA Engineering Data Book (12 Ed.). Талса: GPSA. С. Глава 7 Насосы и гидравлические турбины.
- ^ Насосная промышленность (30 сентября 2020 года). «Четыре метода поддержания минимальных условий потока» . Насосная промышленность . Получено 25 января 2021 года .
- ^ Shell, Shearwater P & Ids от 1997 года
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Австралийская ассоциация производителей насосов. Технический справочник австралийского насоса , 3 -е издание. Канберра: Австралийская ассоциация производителей насосов, 1987. ISSBN 0-7316-7043-4 .
- Хикс, Тайлер Г. и Теодор В. Эдвардс. Инженерная инженерия насоса . McGraw-Hill Book Company.1971. ISBN 0-07-028741-4
- Карассик, Игорь , изд. (2007). Справочник насоса (4 изд.). МакГроу Хилл. ISBN 9780071460446 .
- Роббинс, LB "домашние системы давления воды" . Популярная наука , февраль 1919 г., страницы 83–84. Статья о том, как домовладелец может легко построить систему домашнего водоснабжения под давлением, которая не использует электричество.
