темах водоснабжения и водоотведения используют воздуходувки менее 03МПа и компрессоры более 03МПа

Работа добавлена на сайт samzan.net:

22. Компрессоры: схема и принцип работы

При необходимости подачи сжатого воздуха в различных технологических процессах в системах водоснабжения и водоотведения используют воздуходувки (менее 0,3МПа) и компрессоры (более 0,3МПа). Компрессоры делят на ротационные и поршневые. В отличие от многоступенчатых насосов, в многоступенчатых компрессорах последующие ступени имеют меньший размер по сравнению с предыдущими. КПД поршневых компрессоров 0,75…0,9. Мощность компрессора N = αадQρ/ηмηадηоб, где αад – работа адиабатического сжатия; Q – подача, нм3/ч; ρ – плотность перекачиваемого воздуха; ηм – механический кпд (0,97…0,99); ηад – адиабатический кпд, выражающий отношение работы адиабатического сжатия к полной работе (0,6…0,75); ηоб – объемные утечки (0,95…0,98).

αад = 35000Р1((P2/Р1)0,29 – 1), где Р1 и Р2 – начальное и конечное давления.

Поршневые компрессоры имеют воздушный резервуар-ресивер, т.к. они подают воздух неравномерно.

24. Шнековые и вибрационные насосы

Рабочий орган шнековых подъемников является шнек, представляющий собой вал с навитой на него спиралью. Как правило выполняют с трехзаходной спиралью. Это обеспечивает подачу воды и равнопрочность шнека при любом угле поворота. Угол наклона шнека принимают 25…300, что при длине шнека 10…15м обеспечивает высоту подъема 5…8м. Чем больше подача, тем больше должно быть поперечное сечение шнека, а это увеличивает его жесткость. Поэтому при большей подаче можно принимать большую длину шнека, увеличивая тем самым высоту подъема. Подача 15…5000л/с при высоте подъема 6…7м. Средний КПД – 0,7…0,75.

25. Вихревые и струйные насосы

К струйным относят: водоструйные насосы, работающие на воде; эжекторы – на газе или воздухе; инжекторы – на паре; гидроэлеваторы – на горячей воде; газо- и пароструйные компрессоры – на газе или паре. Все они работают по общему принципу: кинетическая энергия рабочей жидкости (газа) передается перекачиваемой жидкости (газу) для ее засасывания и подъема.

+ - возможность перекачивать гравийно-песчаные смеси крупных фракций.

- - низкий КПД (15…27%) и необходимость подачи большого количества рабочей жидкости.

26. Насосы, применяемые при производстве строительных работ

Это грунтовые, песковые, растворо- и бетононасосы, насосы для перекачки сухого цемента. Чаще используют песковые и грунтовые насосы. Они исп для перекачки пульпы и производственных сточных вод с большим количеством тяжелых механических примесей, в т.ч. абразивных. Проточная часть изготавливается с футуровкой корундом или с изготовлением корпуса из износостойкого металла

Грунтовые насосы Гр, ГрА с подачей 7…16тыс.м3/ч, напором 8…80м

Песковые П и ПБ с подачей 5…1500м3/ч и напором 7…65м.

Растворонасосы – для подачи от растворных узлов к стройплощадкам с подачей 2…4м3/ч и напором 70…150м.

Растворо- и бетононасосы – объемные насосы. Насосы для цемента – винтовые или пневматические с подачей 20…200т/ч, дальность подачи – 200…400м. В рабочую смесительную камеру подается цемент и сжатый воздух. Смесительная камера герметична. НПВ 64-4  -  насос пневматический винтовой с подачей 64т/ч и дальностью 400м. Все цементонасосы должны обеспечивать подачу цемента на высоту до 30м.

27. Воздушные водоподъемники

Эрлифт состоит из вертикальной трубы, погружаемой под уровень воды в скважине или в приемном резервуаре. Внутри трубы проходит воздуховод, по которому сжатый воздух подается компрессором и распыляется с помощью форсунки, находящейся на глубине Нп ниже уровня воды в скважине. Плотность образующейся при этом смеси значительно меньше плотности воды, в результате чего смесь поднимается по трубе над уровнем воды в скважине на высоту Н. Напор Н = Нп(ρ – ρсм)/ρсм.

КПД не превышает 0,3…0,4, а с учетом потерь в компрессоре общий КПД установки составляет обычно 0,15…0,2.

28. Воздуходувки: конструкция, область применения

При необходимости подачи сжатого воздуха в различных технологических процессах в системах водоснабжения и водоотведения используют воздуходувки (менее 0,3МПа) и компрессоры (более 0,3МПа). Воздуходувки – это ц/б насосы, только подача его выражается в нм3/ч – нормальный м3/ч (т.е. при t = 200C и P = 760мм рт. ст.).

По подаче воздуходувки бывают: малые (до 200нм3/мин), средние (до 360нм3/мин), большие (360…750 нм3/мин).

ТВ-175-1,6  -  турбовоздуходувка с подачей 175нм3/мин и развиваемым давлением в 1,6МПа.

Характеристики воздуходувок аналогичны характеристикам лопастных насосов, только по оси ординат не напоры, а разность давлений нагнетания и всасывания ΔР. Характеристика ΔР-Q нестабильна. Это может вызвать нестабильную работу воздуходувки – явление помпажа. Для защиты воздуходувки от этого явления устанавливают противопомпажные устройства с выпускным клапаном, к-е обеспечивают сброс избыточного воздуха. Мощность воздуходувки N = αадQρ/ηмηадηоб, где αад – работа адиабатического сжатия; Q – подача, нм3/ч; ρ – плотность перекачиваемого воздуха; ηм – механический кпд (0,97…0,99); ηад – адиабатический кпд, выражающий отношение работы адиабатического сжатия к полной работе (0,6…0,75); ηоб – объемные утечки (0,95…0,98).

αад = 35000Р1((P2/Р1)0,29 – 1), где Р1 и Р2 – начальное и конечное давления.

29. Водокольцевые насосы. Вакуум-насосы

Водокольцевые насосы используются для удаления газов или воздуха из закрытой системы с целью создания вакууметрического давления (на всасывающих линиях ц/б насосов при заливке их водой перед пуском при положительной высоте всасывания). Главное требование – герметичность. Наибольшее применение получили водокольцевые вакуум-насосы.

Схема вакуум-насоса: рабочее колесо (1), корпус (2), водяное кольцо (3), серповидная полость (4), нагнетательная и всасывающая полость (5) и (6), нагнетательный и всасывающий патрубки (7) и (8). На валу насоса располагается РК с радиальными лопатками эксцентрично по отношению к цилиндрической камере (2), частично заполненной водой. При вращении РК вода засчет ц/б сил отбрасывается к стенке корпуса, образую водяное кольцо (3) и полость (4).

Теоретическая подача вакуум-насоса QT = πbn/4((Д1 – 2а) – zs(l-a)), где Д1 и Д2 – диаметр РК и его ступицы, z – число лопаток, l – длина лопатки, а – глубина погружения лопатки в водяное кольцо, s – толщина лопатки, b – ширина лопатки, n – частота вращения ротора (об/с).

Действительный расход подаваемого/откачиваемого воздуха QВ = ηобQТ, где QТ = 0,7…0,8.

Водокольцевые насосы могут служить как вакуумные насосы (ВВН – вакуумный водокольцевой насос) или нагнетатели (ВК – водокольцевой компрессор). Промышленность выпускает вакуум-насосы с номинальной подачей Qн = 0,75…50нм3/мин.

30. Насосы для перекачки сточных вод

Предназначены для перекачивания бытовых и промышленных сточных вод с рН = 6…8,5; плотностью до 1050кг/м3 и t до 800С. С содержанием твердых абразивных частиц размером до 5мм по массе < 1%.

Состав сточной жидкости обусловливает конструктивные особенности насосов, используемых для перекачки:

1.  РК закрытого типа – оно значительно шире и имеет меньшее число лопастей (2…5), т.е. большие проточные каналы.
2.  лопатки имеют более обтекаемую форму
3.  наличие на корпусе насоса и на входном патрубке люков-ревизий для осмотра и прочистки насосов
4.  к сальнику подается чистая вода под давлением на 0,03…0,05МПа превышающим давление в напорном патрубке насоса.

Выпускаются динамические насосы для сточных жидкостей типа СД (ц/б насос) и СДС (свободно-вихревой). Принцип работы аналогичен насосам типа К. Подача 6…10тыс.м3/ч; напор 5,5…110м; кпд = 45…83%.

По расположению вала бывают горизонтальными, вертикальными (СДВ) и полупогружными (СДП).

31. Осевые и диагональные насосы

Рабочее колесо осевого насоса состоит из втулки, на которой укреплено несколько лопастей, представляющих собой удобообтекаемое изогнутое крыло с закругленной передней, набегающей на поток, кромкой. РК вращается в трубчатой камере, заполненной перекачиваемой жидкостью. При динамическом воздействии лопасти на жидкость за счет изменения скорости течения, давление над лопастью повышается, а под ней – понижается. Двигаясь поступательно, перекачиваемая жидкость одновременно несколько закручивается рабочим колесом. Для устранения вращательного движения жидкости служит выправляющий аппарат, через который она проходит перед выходом в коленчатый отвод, соединяемый с напорным трубопроводом. Осевые насосы выпускаются в 2-х модификациях: с жестко закрепленными на втулке лопастями РК и с поворотными лопастями. Изменение в определенных пределах угла установки лопастей РК позволяет поддерживать высокое значение кпд насоса в широком диапазоне изменения его рабочих параметров. В качестве привода используются электродвигатели синхронного и асинхронного типа, непосредственно соединяемые с насосом муфтой. Подача 0,5…45м3/с при напорах 2,5…27м. По сравнению с ц/б насосами, осевые имеют значительно большую подачу, но меньший напор. КПД достигает 0,9 и выше.

Поток жидкости, проходящий через РК диагонального насоса, направлен как бы по диагонали прямоугольника, составленного радиальным и осевым направлениями. Наклонное направление потока создает основную конструктивную особенность диагональных насосов – перпендикулярное к меридиональному потоку и наклонное к оси насоса расположение лопастей РК. Т.о. при создании напора используется совместное действие подъемной и ц/б сил. РК могут быть закрытого (конструкция колеса приближается к конструкции РК ц/б насоса) и открытого типа (-//- осевого). Лопасти РК открытого типа часто выполняются поворотными, что является преимуществом. Жидкость отводится от РК с помощью спиральной камеры, как у ц/б насосов, или с помощью трубчатого колена, как у осевых. По подаче и напору эти насосы занимают промежуточное положение между ц/б и осевыми насосами.

32. Скважинные насосы

Агрегаты со скважинными насосами делят на:

1) полупогружные – электродвигатель находится на поверхности над скважиной и соединяется с насосом трансмиссионным валом, длина которого зависит от глубины скважины. Наиболее распространены п/п насосы АТН, НА, А, ЦТВ – артезианские.

Схема п/п насоса: э/д, трансмиссионный вал, соединительная муфта, секция вала, РК, водоподъемная труба. Погружной насос имеет несколько РК, закрепленных на общем валу. Колеса открытого типа (закрытого типа имеют более высокий КПД, но непригодны при больших примесях песка).

+ - возможность наблюдения за работой двигателя без демонтажа сей установки.

- - необходимость устройства длинного трансмиссионного вала и строго вертикальной его центровки, обязательность прямого ствола скважины, быстрое изнашивание вала и деталей насоса, трудоемкость монтажа/демонтажа установки, большая металлоемкость и масса.

2) погружные – весь агрегат представляет собой единый блок и полностью погружается под динамический уровень. К ним относятся АП и ЭЦВ.

Схема п. насоса: э/д, многоступенчатый насос, водоподъемная труба, ствол скважины, задвижка, электрокабель, щит управления. Δh – подпор (для малых и средних >1м, для крупных > 2…6м). Исп. для подъема воды в скважинах d > 100мм в системах водоснаб., водопониж., вертикального дренажа. Всегда многоступенчаты!

+ - отсутствие длинного вала, возможность установки в искривленных скважинах, простота конструкции, уменьшаются размеры эксплуатационного здания над скважиной.

- - высокие требования к качеству воды (<0,06% примесей по массе).

В настоящее время разработаны насосы, способные работать в мутной воде.

33. Многоступенчатые ц/б насосы

Используются для получения высоких напоров. Бывают секционного и спирального типа. Подача 30…350м3/ч; напор 25…800м; кпд = 60…73%.

35. Ц/б насосы двустороннего входа

Горизонтальный ц/б насос. Принцип работы аналогичен насосам типа К. Используется в системах водоснаб. и теплоснаб. Подача 40…12500м3/ч; напор 8…130м; кпд = 70…90%.

Жидкость после всасывающего патрубка разделяется на 2 потока и поступает к РК с двух сторон, т.е. одно колесо осуществляет двойную подачу.

Преимущества перед насосами типа К: уравновешиваются осевые усилия на РК, более высокий кпд, увеличение подачи, горизонтальный разъем корпуса.

36. Конструкция ц/б насоса консольного типа

Насосы типа К и КМ предназначены для подачи чистой, неагрессивной жидкости t < 850С. Подача 5…350м3/ч; напор 9…95м; кпд = 45…80%. Чем выше подача – тем больше кпд. Имеют одно РК с односторонним входом воды. РК расположено консольно на удлиненном валу двигателя. Недостаток - вертикальный (торцевой разъем корпуса) и большие усилия на опорные подшипники.

37. Принцип действия вихревого насоса

Это насосы трения! РК вихревого насоса представляет собой плоский диск с короткими радиальными прямолинейными лопатками, расположенными по периферии колеса. В корпусе имеется кольцевая полость, в которую и входят лопатки колеса. Внутренний уплотняющий выступ, плотно примыкая к наружным торцам и боковым поверхностям лопаток, разделяет всасывающий и напорный патрубки, соединенные с кольцевой полостью. При вращении колеса жидкость увлекается лопатками и одновременно под воздействием ц/б силы закручивается. Т.о. в кольцевой полости работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение. Отличительная особенность вихревого насоса: один и тот же объем движущейся по винтовой траектории жидкости, на участке от входа в кольцевую полость до выхода из нее многократно попадает в межлопастное пространство колеса, где каждый раз получает дополнительное приращение энергии, а следовательно, и напора. Благодаря этому напор вихревых насосов в 2…4 раза больше, чем у ц/б при одном и том же диаметре РК (при той же угловой скорости).

+ - они обладают самовсасывающей способностью, исключающей необходимость заливки корпуса и всасывающей линии насоса перекачиваемой жидкостью перед каждым пуском.

- - невысокий кпд (0,25…0,5) и быстрый износ деталей при работе с жидкостями, содержащими взвешенные твердые частицы. Насосы имеют подачу 1…40м3/ч и напор 15…90м.

39. Схемы устройства и принцип действия струйных насосов и водоподъемников

Это насосы трения! Действие струйных насосов основано на принципе передачи кинетической энергии от одного потока к другому, обладающему меньшей кинетической энергией. Создание напора у насосов этого типа происходит путем непосредственного смешения обоих потоков, без каких-либо промежуточных механизмов. В зависимости от назначения насоса рабочая и перекачиваемая среды (жидкость, пар, газ) могут быть одинаковыми или разными.

В водоструйном насосе вода подается под большим давлением по трубе, заканчивающейся соплом, подается в подводящую камеру. Вытекая из сопла с большой скоростью в виде струи, она увлекает за собой воду, заполняющую камеру смешения, давление в которой становится меньше атмосферного. Из камеры смешения общий поток направляется в диффузор, где за счет уменьшения скорости течения создается давление, необходимое для движения жидкости по напорному трубопроводу. Постоянное заполнение подводящей камеры перекачиваемой водой происходит из приемного резервуара по всасывающему трубопроводу.

Насос прост в изготовлении. Существенное значение имеют форма сопла, расстояние от сопла до камеры смешения и диффузора.

40. Схемы устройства и принцип действия объемных насосов

Объемные – насосы, в которых жидкая среда перемещается путем периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса. Они делятся на возвратно-поступательные (поршневые, диафрагменные, плунжерные), роторно-вращательные (шестеренные, винтовые). Наиболее распространены поршневые и плунжерные.

Схема поршневого насоса одностороннего действия: кривошип, шатун, шток, поршень, цилиндр, ползун, рабочая камера, напорный и всасывающий клапаны, всасывающий и напорный трубопроводы, воздушный калпак, мертвые точки положения кривошипа (а и б).

Принцип действия: вращающийся кривошип (1) приводит в движение шатун (2), который преобразует вращательное движение кривошипа в возвратно-поступательное движение ползуна (6), штока (3) и поршня (4). За 1 цикл насос совершает 1 цикл всасывания (ход поршня вправо) и 1 цикл нагнетания – рабочий цикл. За этот цикл всасывается в цилиндр, а затем выбрасывается в трубопровод объем жидкости равный V = FS, где S = 2R – ход поршня.

Схема поршневого насоса двухстороннего действия: В насосах двухстороннего действия обе полости насоса являются рабочими, т.е. за 1 ход поршня происходит и всасывание и нагнетание. В таких насосах за 1 оборот кривошипа будет подаваться объем жидкости V = VI + VII = 2FS. Кроме увеличения подачи насосы двухстороннего действия обеспечивают более равномерную подачу. С целью еще большего выравнивания подачи используют строенные насосы (3 насоса одностороннего действия, соединенные на одном валу, кривошипы которых расположены под углом 1200 друг к другу). Насос четверного действия (дуплекс) – соединенные на одном валу два спаренных насоса двухстороннего действия. По конструкции поршневые насосы аналогичны плунжерным.

Диафрагменные насосы – вместо поршня – упругая диафрагма из кожи, прорезиненной ткани… Они имеют небольшие подачи и напоры. Применяются для перекачки агрессивных жидкостей; для водоотлива при строительстве, из колодцев водопроводных сетей при авариях.

Схема: диафрагма, рабочая камера, всасывающий клапан, всасывающий трубопровод, нагнетательный клапан, напорный трубопровод, шток.

41. Схема устройства и принцип действия ц/б насосов

Рабочее колесо приводится во вращение от двигателя через вал (1). Конструктивно рабочее колесо насоса есть 2 диска, скрепленных лопатками. РК помещается в корпус насоса, к-ый выполняется в виде спиральной камеры. Насос состоит из корпуса (4), РК (2), рабочих лопаток (3), изогнутых в радиальном направлении в сторону, противоположную направлению вращения РК. Корпус насоса патрубками (5) и (6) соединен с всасывающим и напорным трубопроводами.

Действие ц/б насоса основано на передаче кинетической энергии от вращающегося РК частицам жидкости, находящимся между его лопастями. Под влиянием возникающих ц/б сил жидкость будет перемещаться по стрелкам. В результате этого на входе а РК будет возникать вакууметрическое давление и перекачиваемая жидкость по всасывающему трубопроводу через всасывающий патрубок будет подходить к РК. Т.о. устанавливается непрерывная подача насосом.

Схема №2: РК (1), лопасть (2), спиральный отвод (3), конический диффузор (4), напорный трубопровод (5), воронка для заливки насоса (место для присоединения вакуум-насоса)(6), приемный обратный клапан с сеткой (7), всасывающий трубопровод и патрубок (8) и (9), диски РК с лопатками (10), задвижка (11). Жидкость подводится к РК аксиально.

Из РК жидкость выходит с большой скоростью 15…20м/с. Во избежание больших потерь напора подавать ее сразу в трубопровод нельзя. Постепенное преобразование динамического напора в статический происходит в диффузоре и на выходе из него. Для увеличения подачи ц/б насосов при неизменном d применяют насосы типа Д с двусторонним подводом воды. РК такого насоса представляет собой два спаренных колеса с односторонним входом. В таких насосах вода поступает с двух сторон, что позволяет уравновесить осевые усилия на РК и увеличить подачу насоса. При расчетах используют величину Q/2.

50. Вертикальные насосы

При определенных условиях (заглубленная НС, много агрегатов) может получиться, что целесообразнее использовать насосы не с горизонтальным, а с вертикальным расположением вала. Это позволяет сократить площадь и стоимость НС. В случае использования подземных источников применяют только вертикальные насосы. Чаще используются типовые ц/б вертикальные насосы типа В, к-е предназначены  для подачи воды и аналогичных жидкостей с t < 350С. Их подача – 1…35м3/с, напор – 15…110м, кпд<90%. По конструкции и назначению они аналогичны насосам типа К.

Маркировка: dНВ – Q/H, где dн – d напорного патрубка, мм.

Серийно изготавливают насосы 600В – 1,6/100 и 800В – 2,5/40. Остальные – по спецзаказу. Цифра I или II обозначает, что рабочее колесо обточено. Буква А в конце маркировки означает, что РК отличается от базового, буква О - что частота вращения РК отличается от номинального, буква М – в составе агрегата двухскоростной двигатель.

38. Способы уменьшения неравномерности подачи поршневых насосов

Теоретическая подача поршневого насоса определяется так: QT = 60 i F S n, м3/ч, где i – число действий насоса; F – площадь поршня; S – ход поршня; n – частота вращения кривошипа.

Действительная подача всегда меньше из-за запаздывания закрытия и открытия клапанов; пропуска жидкости через неплотности: Qд = ηоQT, где ηо = 0,85…0,99 – объемный кпд насоса, зависящий от типа и размера насоса.

Для двухстороннего насоса Qд = ηоS(2F-f)n, м3/мин; для строенного Qд = 3ηоFSn, м3/мин; четверного действия Qд = 2ηоS(2F-f)n, м3/мин. Эти зависимости позволяют определить среднюю подачу насоса. Неравномерность подачи оценивается отношением мгновенной максимальной подачи к средней K = Qmax/Qср. Для односторонних К=3,14; для двухсторонних К=1,57; для трехстороннего К=1,11; для дуплекса К=1,047.

Для уменьшения неравномерности подачи устанавливают воздушные колпаки на корпусе. Они аккумулируют избыток жидкости в период максимальной подачи и пополняют расход, когда подача ниже средней. Одну и ту же подачу можно получить при разных соотношениях S/D. Рекомендуемое соотношение S/D = 0,8…2.

8. Высота всасывания насосов. Допустимое значение высоты всасывания

ВВН – самый главный параметр при проектировании насосной установки. Она определяет высотное расположение насоса по отношению к отметке уровня воды в источнике. Неточность ее расчета приводит к ухудшению или полному срыву работы насоса. Она влияет на стоимость и размеры НС. Различают геометрическую и вакуумметрическую ВВН.

Геометрическая равна разности отметок двух горизонтальных плоскостей, одна из которых проходит через точку полости всасывания насоса с минимальным давлением, а вторая совпадает со свободной поверхностью воды в источнике. Чтобы насос смог засосать жидкую среду, находящуюся ниже отметки установки насоса, он должен на входе в РК создать вакуумметрическое давление P1. Разность Р1 и Ратм в метрах столба жидкости и есть вакуумметрическая высота всасывания. Нвак = (Ратм-Р1)/ρg. Различные типы насосов развивают различный вакуум. В каталогах указывается значение допустимой вакуумметрической высоты всасывания.

Запишем уравнение Бернулли для сечений свободной поверхности воды и оси насоса: Ра/ρg + 0 + Vo2/2g = P1/ρg + Hгеом вс + V12/2g + hвс. Пренебрегая Vo2/2g, получим: Ра/ρg - P1/ρg = Hгеом вс + V12/2g + hвс. Т.к. (Ра - P1)/ρg = Нвак, то Нгеом вс = Нвак - V12/2g - hвс.

Нвак ≤ Нвакдоп(из каталога).

Теоретически при условии Р1 = 0 и V1 = 0, Нгеом вс = Ратм/ρg. В реальных условиях предельная величина Нгеом вс уменьшается из-за явления кавитации.

17. Физическая сущность явления кавитации

Во всасывающем трубопроводе при понижении давления до критического (давления насыщенного пара) из жидкости начинают выделяться пузырьки пара и растворенного в нем газа. Увлекаясь далее потоком в область повышенного давления, пар конденсируется и пузырьки захлопываются. Конденсация происходит за очень короткий промежуток времени. При захлопывании пузырьков происходят местные гидравлические удары с возникновением ударных волн, многократное действие которых разрушает поверхность труб. Наиболее подвержены кавитации чугун и углеродистая сталь. Наиболее устойчивы нержавеющая сталь и бронза. При кавитации уменьшается напор, подача и КПД.

9. Меры борьбы с явлением кавитации

Основная мера борьбы – правильный расчет геометрической высоты всасывания.

В каталогах насосов указывается либо допустимая вакуумметрическая высота всасывания, либо величина кавитационного запаса (Δhк). Есть аналитическая зависимость Руднева для определения Δhк: Δhк ≥ 10(n√(Q)/c)4/3, где n - частота вращения РК, об/мин; Q – производительность, м3/с; с – коэффициент, зависящий от конструкции насоса (с=600…800 для тихоходных; 900…1000 для нормальных; 1100…1300 для быстроходных). Кавитационный запас по знаку неравенства отвечает условию отсутствия кавитации, по знаку равенства – началу кавитации.

10. Коэффициент быстроходности лопастных насосов

КБ данного насоса – частота вращения такого модельного насоса, который геометрически подобен данному и у которого напор составляет 1м при полезной мощности 1лс (75кг*м/с), т.е. подача модельного насоса 75л/с или 0,075м3/с. Значение КБ определяется по формуле: ns = 3,65n√(Qопт)/Нопт3/4, где n – частота вращения насоса; Qопт и Нопт - подача и напор в оптимальной точке его характеристики. Используя формулы подобия получим: ns = n√(Nлсполезн)/Н5/4, где Nлсполезн = 1000QH/75.

Знание КБ позволяет: 1. составлять гидравлическую классификацию насосов; 2. сравнивать различные типы РК; 3. производить изучение больших колес на моделях; 4. подбирать наиболее подходящие насосы для заданных Q и H.

От КБ зависит число лопаток насоса. По ns насосы подразделяют на тихоходные (50…80), нормальные (80…150), быстроходные (150…350), диагональные (350…500), осевые (500…1500). Переход к высоким ns дает возможность уменьшить размеры насосов, выполнять их более компактными и более легкой конструкции.

12. Последовательная работа насосов

Это такая работа насосов, когда один насос подает воду во всасывающий патрубок другого, а последний подает ее в напорный трубопровод. Такая схема подключения насосов используется в тех случаях, когда необходимо при постоянном расходе увеличить напор. КПД группы последовательно работающих насосов определяется из выражения мощности: ρgQ(H1 + H2)/1000ηср = ρgQH1/1000η1 + ρgQH2/1000η2.

Примечания: 1) каждый насос рассчитан на определенное давление, предельное значение которого указывается в паспорте насоса. Поэтому не все насосы можно использовать по условиям прочности корпуса. Всегда необходимо проверять на какре допустимое давление рассчитан второй по ходу движения жидкости насос. Если допустимое давление меньше суммарного, развиваемого двумя насосами, то этот насос нельзя использовать в данной схеме включения. 2) при последовательной работе насосы должны иметь близкие расчетные подачи, т.е. расход, проходящий через все насосы одинаков, т.е. Q1 = Q2 = …= Qn. 3) такое соединение в практике водоснабжения встречается редко, т.к.: замена двух последовательно соединенных насосов одним большим одноступенчатым, обеспечивающим суммарный напор, всегда экономически выгоднее; для создания высоких напоров имеются многоступенчатые насосы.

4. Классификация насосов

1.  Динамические (по виду силового воздействия на жидкость):
   1.  Лопастные (ц/б, осевые, диагональные);
   2.  Трения (Вихревые, струйные, эрлифты, шнековые).

2. Объемные (по форме движения рабочих органов):

2.2. Возвратно-поступательные (поршневые, плунжерные, диафрагменные);

2.3. Роторно-вращательные (шестеренные, винтовые, шиберные).

56. Классификация насосных станций

НС – наиболее ответственное звено в системах водоснабжения/водоотведения, т.к. она обеспечивает требуемую подачу с требуемым напором. От правильного выбора НС зависит не только ее надежность, но и экономичность всей системы водоснабжения/водоотведения.

1.   по назначению:

Водопроводные – для работы в системах водоснабжения городов, населенных пунктов и промпредприятий. Канализационные – для работы в системах водоотведения городов и промпредприятий. Мелиоративные – для подачи воды в системах мелиорации. Дренажные – для откачки воды в системах дренажа территорий и промпредприятий.

1.   по расположению в общей схеме водоснабжения:

НС-I – для подачи воды от источника водоснабжения на ОС, в сеть, в РЧВ или в ВНБ. Ее подача равномерная.

НС-II – для подачи очищенной воды из РЧВ в водоводы и распределительную сеть. Работа неравномерна и зависит от нужд потребителей.

Повысительные НС (станции подкачки) – для повышения напора в сети отдельных районов города или на некоторых участках районных водоводов.

Циркуляционные – устраиваются в оборотных системах водоснабжения промпредприятий и тепловых электростанций. Устанавливаются две группы насосов: первая группа подает отработанную воду на охлаждающие устройства или на ОС, вторая забирает подготовленную воду из резервуаров охлажденной воды к потребителю.

1.   по характеру обслуживаемых объектов водопроводные НС: хоз-питьевого водоснабжения и производственные.
2.   по надежности действия:

I – допускается снижение подачи воды на хоз-питьевые нужды не более 30% расчетной подачи, а на производственные – до предела, установленного аварийным графиком предприятия. Длительность снижения не должна превышать 3сут. Перерыв в подаче или снижение ее ниже указанного предела не должен превышать 10мин. (это НС противопожарных, объединенных хоз-питьевых и противопожарных водоводов при числе жителей > 5тыс, производственно-пожарных водоводов).

II – то же. Длительность снижения – не более 10сут. Перерыв – не более 6ч. (это НС, имеющие в системе водоснабжения емкость с необходимым противопожарным запасом воды и обеспеченным расчетным напором, а так же населенные пункты с числом жителей > 5тыс.).

III – то же. Перерыв – не более 24ч (это НС противопожарных водоводов населенных пунктов < 5тыс человек, НС, подающие воду на орошение, поливочные нужды, вспомогательные нужды промпредприятий.)

1.   по типу здания: наземные, заглубленные, шахтные.
2.   по характеру управления: с ручным управлением, полуавтоматические, автоматические, с дистанционным управлением.

43. Повысительные НС

Конструкция, оборудование и схема компоновки ПНС зависят от типа водоводов, по которым вода подводится к станции и отводится от нее. ПНС, используемые для повышения давления в системе напорных трубопроводов (станции подкачки), очень похожи на небольшие водопроводные НС-II. Насосы забирают воду из сети водопровода низкого давления и подают ее в сеть высокого напора.

60. Оросительные НС

Это мелиоративные НС. Их работа носит сезонный характер (кроме южных территорий). Они имеют самую большую производительность из всех. Допускают временное уменьшение подачи, а в аварийных случаях - полную остановку на 2…3 дня.

61. Осушительные НС

Это мелиоративные НС. Отводят избыточные поверхностные и грунтовые воды, работают круглый год, но режим неравномерен. Поэтому в них устанавливают 2 группы насосов: для откачки талых и ливневых вод – осевые насосы, и для откачки меженного стока – ц/б. Для обеих групп насосов обязателен резерв.

47. Вспомогательное оборудование НС

Оно включает в себя системы технического водоснабжения (СТВ), дренажно-осушительную (ДОС), масляного (СМС) и пневматического хозяйства (СПХ), вакуум-систему, контрольно-измерительные приборы и системы автоматизации (КИПиА), трубы и фасонные части.

СТВ – для подачи технически чистой воды к устройствам для водяной смазки подшипников и сальников, к теплообменникам вспомогательного оборудования. ДОС – для откачивания воды из камер, самотечных и всасывающих труб насосов, опорожнения напорных трубопроводов, удаления дренажной воды из подземных помещений. СМС – для обеспечения маслами масляных ванн и подшипников электродвигателей. СПХ – для питания сжатым воздухом различных устройств. Вакуум-система – для заливки водой насосов. КИПиА – устройства контроля за состоянием основных агрегатов и другого оборудования.

11. Изменение характеристик насоса при изменении частоты вращения РК.

Это возможно при использовании двигателей с регулируемой частотой вращения или установка между насосом и двигателем вариатора частоты. Т.к. положение арматуры не меняется, общее сопротивление сети остается неизменным (S). Режимная т.А при уменьшении частоты вращения будет перемещаться по характеристике S, а подача и напор будут уменьшаться. При частоте вращения nА режимная точка займет положение А. Подача и напор равны НА и QА. В сеть требуется подать QR < QА. Новая частота вращения nR выбирается т.о., чтобы новая характеристика насоса (Q-H)nR проходила через рабочую точку R. Точки характеристики (Q-H)nR находят путем пересчета их координат по формулам приведения: HA/HR = (nA/nR)2; QA/QR = nA/nR. Изменение частоты вращения позволяет регулировать подачу в больших пределах. КПД изменяется незначительно. Этот способ используется для насосов большой мощности.

57. Выбор типа и числа рабочих и резервных насосов

При выборе типа насосов и определении числа рабочих агрегатов необходимо учитывать совместную работу насосов, водоводов и сети и руководствоваться соображениями:

1. Число рабочих агрегатов одной группы д.б. не меньше двух.

2. Необходимо устанавливать как можно меньше рабочих насосов. Параллельная работа нескольких насосов экономически невыгодна

3. Насосы должны работать в области наивысших КПД при длительной подаче. Кратковременные расходы могут подаваться при более низких КПД.

4. Целесообразно на НС устанавливать насосы одного типоразмера, что обеспечивает взаимозаменяемость насосов, упрощает их эксплуатацию и создает удобства для обслуживания.

5. Подача рабочих насосов должна быть достаточной для обеспечения максимального расхода. Число резервных насосов принимается в соответствии с категорией надежности НС и числом рабочих насосов.

59. НС для забора подземных вод

В водоносных пластах, залегающих на глубине более 10м, водозабор грунтовых вод осуществляют, как правило, с помощью трубчатых колодцев, которые чаще всего оборудуют ц/б насосами с трансмиссионным валом и э/д, установленным на поверхности земли, или погружными насосами с э/д, расположенными непосредственно в глубине скважины. В обоих случаях предусматривается установка насосов в наземных или подземных помещениях. Работа происходит без постоянного персонала. Предусматривается возможность применение местного или дистанционного автоматического управления. Автоматические насосные установки могут быть оборудованы насосами различных типов. Однако в связи с переменным напором они должны иметь характеристику, позволяющую им при изменениях давления в баке в заданных пределах работать с высоким КПД. Наиболее эффективны многоступенчатые ц/б, вихревые и водоструйные насосы.

При маломощных водоносных пластах или пластах с небольшим коэффициентом фильтрации применяют лучевые водозаборы, позволяющие использовать мощные насосные агрегаты с более высоким КПД.

45. Передвижные НС

Широко используются для водоснабжения временных сооружений, хозяйств и стройплощадок. Почти все они оборудованы одноступенчатыми ц/б насосами консольного типа или двустороннего входа. В зависимости от системы привода и способа передвижения различают: сухопутные НС с внешним приводом, с собственным двигателем и плавучие НС. В первом случае НС приводится в действие трактором через вал отбора мощности или от вала двигателя. Насосы монтируют на раме трактора. Во втором случае насосы выполняют в виде прицепа. Плавучие НС наиболее мощные. Оборудование размещается на понтоне. Вода забирается через днище понтона. Агрегаты располагаются в трюме понтона.

58. Типы и конструкции зданий НС

Тип здания НС помимо назначения и производительности НС, зависит от следующих основных факторов: 1) размещения здания НС по отношению к водозаборному сооружению (совмещено или раздельно); 2) конструкции насосных агрегатов (горизонтальная или вертикальная компоновка, система привода); 3) кавитационных и энергетических характеристик основных насосов (допустимая высота всасывания, условия выпуска); 4) режима водоисточника (колебания уровней воды, степень засоренности, наличие наносов, зимние условия); 5) геологических и гидрогеологических условий в месте расположения здания (основание НС, наличие подземных вод); 6) климатических условий; 7) технологии производства строительных работ и вида применяемых стройматериалов.

Здания м.б. наземными, заглубленными и шахтные. Наземные здания характерны для НС, забирающих воду из поверхностных источников с относительно небольшими колебаниями уровней воды и оборудованных насосами с положительной высотой всасывания. Заглубленные здания характерны для НС, использующих поверхностные водоисточники с колебаниями уровней воды, превышающими всасывающую способность насосов, что заставляет размещать здания ниже максимального уровня воды в источнике. Шахтные здания используются для небольших НС, оборудованных погружными насосами.

46. Схемы расположения насосных агрегатов и определение основных размеров здания НС

Схема расположения агрегатов в здании НС определяется типом, размерами и числом основных насосов, формой машинного зала в плане. Наиболее часто применяют схемы:

а) однорядное расположение агрегатов параллельно продольной оси станции;

+ - компактность размещения оборудования и небольшая ширина машинного зала.

- - большая длина здания. Применяют при небольшом числе агрегатов.

б) -//- перпендикулярно;

+ - компактность размещения оборудования, маленькая длина машинного зала

в) -//- под углом;

г) двухрядное расположение используется при большом числе агрегатов различного назначения и различного назначения. - - большой пролет здания, усложняется коммуникация трубопроводов.

д) двухрядное в шахматном порядке.

В круглых машинных зданиях – по кругу

Высота верхнего строения определяется по формуле: Н = h1 + h2 + h3  + h4 + 0,5,   где h1 - высота монорельса кран-балки с учетом конструкции и крепления его к перекрытию; h2 - минимальная высота от крюка до низа монорельса; h3 - длина строп; h4 - высота груза (насоса); 0,5 - высота от груза до оборудования.

18. Обточка колеса ц/б насоса

1.  На характеристику насоса наносим точку А с координатами (Нр;Qр);
2.  Через точку А проводим параболу H = a*Q2, где а = Нр / Qp2;
3.  Находим подачу насоса QЕ в точке пересечения параболы с исходной характеристикой насоса;
4.  Определяем диаметр обточки рабочего колеса Dоб из формул подобия: Qp/QE = Dоб/D; Dоб = D*Qp / QE;
5.  Определяем коэффициент быстроходности насоса: ns = 3,65*n*√(Qопт) / Hопт3/4;

Если ns<150об/мин, то для расчета принимаем следующие формулы подобия: Qоб = Dоб*Q / D; Ноб = (Dоб/D)2*H, иначе Qоб = Dоб2*Q / D2.

1.  Строим новую характеристику насоса с обточенным рабочим колесом (Qоб - Ноб). На исходной характеристике произвольно выбираем несколько точек и переносим их на новую характеристику Qоб-Ноб.

21. Определение допустимой отметки установки оси насоса

Отметка оси насоса определяется алгебраической суммой отметки расчетного уровня воды в источнике и допустимой геометрической высоты всасывания: ОН = РУВ + Нгеом.вс.

Нгеом.вс. = Ндоп – V12/ 2g – hw, вс, где Ндоп – допустимая вакуумметрическая высота всасывания с учетом поправки на изменение атм. давления и температуру перекачиваемой жидкости; V12/ 2g – потери гидравлического напора на входе в насос; hw, вс – потери во всасывающей линии насоса.

На водопроводной НС-2 рекомендуется устанавливать насосы под заливом. При такой установке насоса, его ось должна иметь отметку на 0,3 – 0,5м ниже расчетного уровня воды в месте забора: ОН = Zрасчрчв – hзап, где hзап = 0,3 – 0,5м; ZрасчРЧВ - средняя отметка между минимальным уровнем воды в РЧВ и дном РЧВ.

20. Законы подобия лопастных насосов

Геометрическое: означает пропорциональность всех соответствующих размеров проточной части и равенство угловых размеров. Математически определяется безразмерным к-ом линейного подобия iд = lн/lм = Дн/Дм = bн/bм = const.

Динамическое: означает пропорциональность сил (давления, вязкости, тяжести, инерции), действующих в соответствующих точках потока. Оно обуславливается равенством чисел Эйлера (Еu = Р/ρV2), Рейнольдса (Re = Vl/ν), Фруда (Fr = V2/gl), Струхаля (St = Vt/l), где l – характерный размер живого сечения потока, ν – кинематическая вязкость, Р – сила, t – время.

Кинематическое: безразмерные поля скоростей в сравниваемых потоках д.б. одинаковыми, т.е. отношения скоростей всех соответствующих частиц жидкости д.б. равны между собой и одинаково направлены. U2 = πDn/60. Условие подобия скоростей: iH = U2H/U2M = V2H/V2M = V2rH/V2rM = πD2HnM/πD2MnM = iД*iН = const.

Формулы пересчета (при α2м = α2н, β2м = β2н, ηм = ηн):

1) Q = πD2b2V2r = πD2b2V2sinα2  =>  QH/QM = iД3*iН;

2) H = U2V2U/g  =>  HH/HM= iД2*iН2;

3) N=ρgHQ/η  =>  NH/NM = iД5*iН3.

Законы подобия позволяют, зная эксплуатационные условия модельного насоса определить условия работы его натуры; при разработке нового насоса запроектировать, построить и испытать его модель; по имеющейся модели определить оптимальные размеры натуры.

1.  Параллельная работа насосов
2.   работа насосов с одинаковыми характеристиками. Поскольку насосы одинаковы, характеристика 2-го насоса совпадает с характеристикой первого (кривая АВ). Начиная с точки С строим характеристику трубопровода СЕ. Каждая точка этой характеристики представляет напор Н, который необходимо приложить, чтобы подать определенный расход Q. Аналитический средний КПД: ηср = ΣQi / (ΣQi/η). Такая работа эффективна при пологих характеристиках системы и крутых характеристиках насосов.

2) работа насосов с разными характеристиками возможна только при условии равенства развиваемых ими напоров. Разные насосы могут начать работать только с точки В.

1. Число жизни. Код судьбы
2. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук
3. Для каждого этапа определяются состав и последовательность выполняемых работ получаемые результаты метод.html
4. Государственный долг РФ- его динамика и структура.html
5. Религия в Османской империи
6. і Статутний капітал на державному підприємстві являє собою державні кошти виділені у постійне користуван
7. курсовой проект Технологическая оснастка Разработать проект станочного приспособления с механическ
8. низко луна же и подавно виснет чуть не над самыми колокольнями делаясь похожа на яблоко нашей прославленной
9. На тему- Язык служебных документов Выполнил- Студент группы Э2А Бедретдинова В
10. 10.13 Ознакомилась с работой фирмы.html
11. проекта растут на Ямале В ЯНАО спекулируют на Рогозине Чтобы получить 4 тыс
12. Как познавать Божью волю в разных ситуациях жизни Мы постоянно сталкиваемся с ситуациями в которых на
13. Конфликтология универсальных прав
14. якого скільки завгодно малого наперед заданого додатного числа є тобто
15. статья поможет вам решить данную проблему
16. Социальная политика и социальная справедливость.html
17. Дени Дидро
18. флоссыЗубные нити флоссы предназначены для тщательного удаление налета с труднодоступных проксимальных
19. ФИНАНСЫ И КРЕДИТ 31 января 20 11г протокол ’ 6 ПРОГРАММА
20. Кузбасский государственный технический университет им

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе