Ротодинамический насос

— Ротодинамический насос это кинетическая машина, в которой энергия непрерывно передается перекачиваемой жидкости посредством вращающегося рабочего колеса , пропеллера или ротора , в отличие от насоса прямого вытеснения , в котором жидкость перемещается путем улавливания фиксированного количества жидкости. и нагнетание захваченного объема в напор насоса. ^[1] Примеры ротодинамических насосов включают добавление кинетической энергии к жидкости, например, с помощью центробежного насоса для увеличения скорости или давления жидкости. ^[2]^[3]

Введение

Насос — механическое устройство, обычно используемое для подъема жидкости с более низкого уровня на более высокий. Это достигается за счет создания низкого давления на входе и высокого давления на выходе насоса. Из-за низкого давления на входе жидкость поднимается вверх из того места, где она должна храниться или подаваться. Однако первичный двигатель должен совершить работу, чтобы передать механическую энергию жидкости, которая в конечном итоге преобразуется в энергию давления. ^[4]

По основному принципу работы насосы можно разделить на две категории:

Объемные насосы.
Насосы прямого вытеснения.

Классификация насосов

Насосы классифицируются следующим образом: ^[5]

Объемные насосы

Насос прямого вытеснения работает путем нагнетания фиксированного объема жидкости из секции входного давления насоса в зону нагнетания насоса. Его можно разделить на два типа:

Насосы объемного типа роторного типа:
- Внутренние шестеренные насосы
- Винтовые насосы
Поступательные насосы поршневого типа:
- Поршневые насосы
- Мембранные насосы

Насосы объемного типа роторного типа

Роторный насос объемного действия перемещает жидкость с помощью вращающегося механизма, который создает вакуум, который захватывает и втягивает жидкость. Роторные объемные насосы можно разделить на два основных типа:

Шестеренные насосы
Пластинчато-роторные насосы

Поршневой поршневой насос

Поршневые насосы перемещают жидкость с помощью одного или нескольких колеблющихся поршней, плунжеров или мембран, в то время как клапаны ограничивают движение жидкости в желаемом направлении.

Насосы этой категории простые, с одним или несколькими цилиндрами. Они могут быть как одностороннего действия, с всасыванием при одном направлении движения поршня и нагнетанием в другом, так и двойного действия, с всасыванием и нагнетанием в обоих направлениях.

Насосы прямого вытеснения

При использовании этого типа насоса объем жидкости, подаваемой за каждый цикл, зависит от сопротивления потоку. Насос создает силу, действующую на жидкость, постоянную для каждой конкретной скорости насоса. Сопротивление в линии разряда создает силу в противоположном направлении. Когда эти силы равны, жидкость находится в состоянии равновесия и не течет. Если выпуск непрямолинейного насоса полностью закрыт, давление нагнетания поднимется до максимального значения для насоса, работающего на максимальной скорости.

Центробежные насосы

Центробежные насосы используют центробежную силу для подъема жидкости с более низкого уровня на более высокий уровень путем создания давления. Простейший тип насоса состоит из рабочего колеса, установленного на валу и вращающегося в спиральном корпусе. Жидкость подается в центр крыльчатки (известный как «глаз» крыльчатки), захватывается лопастями крыльчатки, ускоряется до высокой скорости лопастями крыльчатки и выбрасывается под действием центробежной силы в корпус, а затем из выпускной трубы. Когда жидкость вытесняется из центра, создается вакуум, и больше жидкости получает энергию от лопастей и получает энергию давления и кинетическую энергию. Поскольку наличие большого количества кинетической энергии на выходе из рабочего колеса нежелательно, в конструкции предусмотрено преобразование кинетической энергии жидкости в энергию давления до того, как жидкость попадет в выпускной трубопровод. ^[6]

Виды ротодинамических насосов

Ротодинамические насосы можно классифицировать по различным факторам, таким как конструкция, конструкция, применение, обслуживание и т. д. ^[7]^[8]

По количеству этапов:
- Одноступенчатые насосы:
  - Также известны как насосы с одним рабочим колесом.
  - Простой и не требующий особого ухода
  - Идеально подходит для больших расходов и установок низкого давления.
- Двухступенчатые насосы:
  - Две крыльчатки последовательно
  - Для приложений среднего использования
- Многоступенчатые насосы:
  - Три или более рабочих колес последовательно
  - Для применений с высоким напором
По типу корпуса разделить:
- Осевой раскол:
  - В насосах этих типов спиральный корпус разделен в осевом направлении, а линия разделения, по которой отделяется корпус насоса, проходит по осевой линии вала.
  - Обычно их монтируют горизонтально из-за простоты установки и обслуживания.
- Радиальный раскол:
  - Корпус насоса разделен радиально, спиральный корпус расположен перпендикулярно оси вала.
По конструкции рабочего колеса
- Насосы одностороннего всасывания:
  - Он оснащен рабочим колесом с одним всасыванием, что позволяет жидкости попадать на лопасти только через одно отверстие.
  - Он имеет простую конструкцию, но рабочее колесо имеет более высокий осевой дисбаланс тяги из-за потока, проходящего через одну сторону рабочего колеса.
- Насосы двойного всасывания:
  - Рабочее колесо двойного всасывания позволяет жидкости поступать с обеих сторон лопастей.
  - Это наиболее распространенные типы насосов.
По количеству волют:
- Односпиральные насосы:
  - Обычно используется для насосов малой производительности из-за небольшого размера улитки.
  - Отливка маленьких улиток сложна, но дает хорошее качество.
  - Имеют более высокие радиальные нагрузки
- Насосы с двойной спиралью:
  - Поместите две волюты под углом 180 градусов друг от друга.
  - Хорошо балансирует радиальные нагрузки.
  - Наиболее часто используемый дизайн
По ориентации вала:
- Горизонтальные центробежные насосы:
  - Легко доступен
  - Простота установки, проверки, обслуживания и обслуживания
  - Подходит для низкого давления
- Вертикальные центробежные насосы:
  - Требуется большая высота для установки, обслуживания и ремонта.
  - Выдерживать более высокие нагрузки давлением
  - Более дорогой, чем горизонтальные насосы.

Работа ротодинамического насоса

Центробежный насос является наиболее распространенным насосным устройством в мире гидравлики . В котором вода поступает из резервуара в центре крыльчатки и выходит в верхней части насоса. Рабочее колесо называют сердцем системы. Они имеют три типа: 1. Открытое рабочее колесо , 2. Полуоткрытое рабочее колесо , 3. Закрытое рабочее колесо , в котором закрытое рабочее колесо обеспечивает максимальную эффективность. Закрытые рабочие колеса имеют ряд загнутых назад лопаток, установленных между двумя пластинами. Он всегда будет оставаться в воде. Когда крыльчатка начинает вращаться, жидкость, в которой находится крыльчатка, также будет вращаться. Когда жидкость начинает вращаться, центробежная сила в частицах жидкости возникает . Из-за центробежной силы увеличивается как давление , так и кинетическая энергия жидкости. Поскольку центробежная сила возникает в частицах жидкости, на стороне впускного сопла (на стороне всасывания) давление снижается. Давление будет сравнительно меньше атмосферного. Такое низкое давление поможет откачать жидкость из хранилища. Но если впускное сопло (на всасывании) пусто или заполнено воздухом, это приведет к повреждению рабочего колеса. Разница между давлением, создаваемым на входном патрубке (на всасывании), и атмосферным давлением будет очень меньше для отсасывания жидкости из бака. Рабочее колесо, если оно установлено внутри корпуса. Поэтому жидкость должна находиться внутри корпуса. Корпус будет спроектирован таким образом, чтобы на выходе создавалось максимальное давление. В обсадной колонне максимальный диаметр или пространство приходится на выход (выпускное сопло), и по мере продвижения внутрь диаметр будет постепенно уменьшаться. Из-за этого объем жидкости в выпускном сопле больше, поэтому скорость уменьшится, а поскольку скорость и давление обратно пропорциональны, давление увеличится. А повышение давления требуется потому, что для преодоления сопротивления насосной системы. ^[9]

Если давление на входном патрубке (на всасывании) опускается ниже давления паров жидкости, внутри корпуса образуются пузырьки воздуха. Такая ситуация очень опасна для насоса, поскольку жидкость начинает кипеть и образовывать пузырьки. Эти пузырьки попадут на крыльчатку и испортят ее материал. Эта ситуация известна как кавитация . Для увеличения давления на входном патрубке (всасывании) необходимо уменьшить напор секции. ^[9]^[10]

Эти три типа рабочих колес имеют разное применение. Если жидкость более засорена, используется полуоткрытый или открытый тип рабочего колеса. Но эффективность соответственно снизится. Кроме того, механическая конструкция насоса сложна. Вал используется для соединения рабочего колеса и двигателя, который передает вращательное движение на рабочее колесо. Давление жидкости внутри корпуса очень высокое, поэтому требуется правильное уплотнение. ^[9]^[11]

Приложения

Основные отрасли промышленности, в которых используются ротодинамические насосы, включают: ^[4]

Общие услуги: охлаждающая вода, техническая вода, пожаротушение, дренаж.
Сельское хозяйство: Орошение, скважина, дренаж земель.
Химическая/нефтехимическая промышленность: трансфер
Строительные услуги: повышение давления, дренаж, циркуляция горячей воды, кондиционирование воздуха, питание котла.
Молочные/пивоварни: передача, «сусло», «промывка» на ферментацию.
Бытовое: Горячая вода
Производство металлов: прокатная окалина, протирка печным газом, удаление окалины.
Горная промышленность/карьеры: промывка угля, промывка руды, транспортировка твердых частиц, обезвоживание, водоструйная очистка.
Добыча нефти/газа: Магистральный нефтепровод, погрузка в танкеры, закачка воды, подъем морской воды.
Переработка нефти/газа: транспортировка углеводородов, поставка сырой нефти, погрузка в танкеры, продуктовопровод, загрузка реактора.
Бумага/целлюлоза: сырье средней/низкой консистенции, древесная щепа, щелок/конденсат, сырье в напорный ящик.
Производство электроэнергии: большое количество охлаждающей воды, удаление золы, процесс десульфурации дымовых газов, удаление конденсата, подача котла.
Производство сахара: известковое молоко/патока, остатки свеклы, соки, цельная свекла.
Сточные воды: неочищенные и отстоявшиеся сточные воды, потоки с песком, ливневые воды.
Водоснабжение: добыча сырой воды, распределение воды, повышение давления.

См. также

Ссылки

^ Определение ротодинамического насоса, данное Институтом гидравлики: http://www.pumps.org/content_detail_pumps.aspx?id=1768.
^ «Проектирование ротодинамического насоса - Издательство Кембриджского университета» .
^ Саху, ГК (2000). Насосы: ротодинамические и объемные типы: теория, конструкция и приложения . ISBN 978-8122412246 .
^ Jump up to: ^а ^б Руководство по выбору ротодинамических насосов . (2008). Получено с http://europump.net/publications/guides-and-guidelines.
^ «Классификации насосов» . www.engineeringtoolbox.com . Проверено 16 апреля 2018 г.
^ «Что такое центробежный насос | Введение в насосы» . Знакомство с насосами . Проверено 16 апреля 2018 г.
^ «Решения по индивидуальному заказу оборудования» . powerzone.com . Проверено 16 апреля 2018 г.
^ Насосы, Глобальный. «Global Pumps Australia | Промышленные насосы и насосное оборудование» . globalpumps.com.au . Проверено 16 апреля 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Работа центробежных насосов» . www.learnengineering.org . Архивировано из оригинала 2 февраля 2014 года . Проверено 16 апреля 2018 г.
^ Паркхерст, Брэд. «Что такое кавитация в насосе?» . Проверено 16 апреля 2018 г.
^ «Рабочее колесо – Типы рабочих колес» . www.nuclear-power.net . Проверено 16 апреля 2018 г.

Внешние ссылки

[1] Определение ротодинамического насоса, данное Институтом гидравлики: http://www.pumps.org/content_detail_pumps.aspx?id=1768.

[2] «Проектирование ротодинамического насоса - Издательство Кембриджского университета» .

[3] Саху, ГК (2000). Насосы: ротодинамические и объемные типы: теория, конструкция и приложения . ISBN 978-8122412246 .

[:1-4] Jump up to: ^а ^б Руководство по выбору ротодинамических насосов . (2008). Получено с http://europump.net/publications/guides-and-guidelines.

[5] «Классификации насосов» . www.engineeringtoolbox.com . Проверено 16 апреля 2018 г.

[6] «Что такое центробежный насос | Введение в насосы» . Знакомство с насосами . Проверено 16 апреля 2018 г.

[7] «Решения по индивидуальному заказу оборудования» . powerzone.com . Проверено 16 апреля 2018 г.

[8] Насосы, Глобальный. «Global Pumps Australia | Промышленные насосы и насосное оборудование» . globalpumps.com.au . Проверено 16 апреля 2018 г.

[:0-9] Jump up to: ^а ^б ^с «Работа центробежных насосов» . www.learnengineering.org . Архивировано из оригинала 2 февраля 2014 года . Проверено 16 апреля 2018 г.

[10] Паркхерст, Брэд. «Что такое кавитация в насосе?» . Проверено 16 апреля 2018 г.

[11] «Рабочее колесо – Типы рабочих колес» . www.nuclear-power.net . Проверено 16 апреля 2018 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]