Области применения машин для подачи жидкостей и газов. Основные положения, определения и классификация

Министерство образования и науки Российской Федерации

Волжский политехнический институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет»

(ВПИ (филиал) ВолгГТУ)

Кафедра «ВХТО»

 

 

Реферат по дисциплине «Насосы и компрессоры»

Области применения машин для подачи жидкостей и газов. Основные положения, определения и классификация.

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент группы: ВТМ-421

Абузяров И.А.

Проверил:

ст. преп.

 

 

 

 

 

Волжский 2014

 

 

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Насос – машина для перемещения жидкости и увеличения ее энергии. Машины для подачи газовых сред в зависимости от развиваемого ими давления называют вентиляторами, газодувками, компрессорами. Вентилятор – машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления до 1,15. Газодувка – машина, работающая при ε>1.15, но искусственно не охлаждаемая.          Компрессор – сжимает газ при ε>1.15 и имеет охлаждение полостей, в которых происходит сжатие газа. В современной промышленности распространены гидродвигатели – машины, превращающие энергию потока жидкости в механическую энергию.  Также в различных устройствах используются гидропередачи – конструктивные комбинации, служащие для передачи механической энергии с вала двигателя на вал приводимой машины гидравлическим способом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация насосов

Объёмные насосы. Процесс объёмных насосов основан на попеременном заполнении рабочей камеры жидкостью и вытеснении её из рабочей камеры. Некоторые виды объёмных насосов:

Импеллерные насосы — обеспечивают ламинарный поток перекачиваемого продукта на выходе из насоса, и могут использоваться в качестве дозаторов

Пластинчатые насосы — обеспечивают равномерное и спокойное всасывание перекачиваемого продукта на выходе из насоса, могут использоваться для дозирования. Могут быть как регулируемыми, так и нерегулируемыми. В пластинчатых регулируемых насосах изменение подачи осуществляется за счёт изменения объёма рабочей камеры благодаря изменению эксцентриситета ротора и статора. В качестве регулирующего устройства применяются гидравлические и механические регуляторы.

 

 

Винтовые насосы — обеспечивают ровный поток перекачиваемого продукта на выходе из насоса, могут использоваться для дозирования

Поршневые насосы могут создавать весьма высокое давление, плохо работают с абразивными жидкостями, могут использоваться для дозирования.

Перистальтические насосы создают невысокое давление, химически инертны, могут использоваться для дозирования.

 

 

 

 

 

 

Мембранные насосы — создают невысокое давление, могут использоваться для дозирования.

Общие свойства объёмных насосов:

• Цикличность рабочего процесса и связанные с ней порционность и пульсации подачи и давления. Подача объёмного насоса осуществляется не равномерным потоком, а порциями.
• Герметичность, то есть постоянное отделение напорной гидролинии от всасывающей (лопастные насосы герметичностью не обладают, а являются проточными).
• Самовсасывание, то есть способность объёмных насосов создавать во всасывающей гидролинии вакуум, достаточный для подъёма жидкости вверх во всасывающей гидролинии до уровня расположения насоса(лопастные насосы не являются самовсасывающими).
• Независимость давления, создаваемого в напорной гидролинии, от подачи жидкости насосом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Динамические насосы

Динамические насосы подразделяются на:

Лопастные насосы, рабочим органом у которых служит лопастное колесо или мелкозаходный шнек. В них входят:

Центробежные, у которых преобразование механической энергии привода в потенциальную энергию потока происходит вследствие центробежных сил, возникающих при взаимодействии лопаток рабочего колеса с жидкостью.

 

 Центробежные насосы  подразделяют на:

Центробежно-шнековый насос — вид центробежного насоса с подводом жидкости к рабочему органу выполненному в виде мелкозаходного шнека большого диаметра (дисков), расположенному по центру, с выбросом по касательной вверх или бок от корпуса. Такие насосы способны перекачивать карамелизующиеся и склеивающиеся массы, типа клея

Консольный насос — вид центробежного насоса с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу, расположенному на конце вала, удалённом от привода.

 

 

 

 

 

 

 

 

Осевые (пропеллерные) насосы, рабочим органом которых служит лопастное колесо пропеллерного типа. Жидкость в этих насосах перемещаются вдоль оси вращения колеса. Быстроходные насосы с высоким коэффициентом быстроходности, характеризуются большими значениями подач, но низких значениях напора.

Полуосевые (диагональные, турбинные) насосы, рабочим органом которых служит полуосевое (диагональное, турбинное) лопастное колесо.

Радиальные насосы, рабочими органами которых служат радиальные рабочие колеса. Тихоходные одноступенчатые и многоступенчатые насосы с высокими значениями напора при низких значениях подач.

 

 

 

Вихревые насосы — отдельный тип лопастных насосов, в которых преобразование механической энергии в потенциальную энергию потока (напор) происходит за счёт вихреобразования в рабочем канале насоса.

Струйные насосы, в которых перемещение жидкости осуществляется за счёт энергии потока вспомогательной жидкости, пара или газа (нет подвижных частей, но низкий КПД).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эрлифт (англ. air — воздух, lift — поднимать) — разновидность струйного насоса. Состоит из вертикальной трубы, в нижнюю часть которой, опущенной в жидкость, вводят газ под давлением. Образовавшаяся в трубе эмульсия (смесь жидкости и пузырьков) будет подниматься благодаря разности удельных масс эмульсии и жидкости. Естественно, что эмульсия тем легче, чем в ней больше пузырьков.

Тараны (гидротараны), использующие явление гидравлического удара для нагнетания жидкости (минимум подвижных частей, почти нет трущихся поверхностей, простота конструкции, способность развивать высокое давление на выходе, низкие КПД и производительность)

 

Вихревые насосы

Вихревые насосы — динамические насосы, жидкость в которых перемещается по периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении. Преобразование механической энергии привода в потенциальную энергию потока (напор) происходит за счёт множественных вихрей, возбуждаемых лопастным колесом в рабочем канале насоса. КПД идеального вихревого насоса не превышает 45 КПД реальных насосов обычно не превышает 30 %.

Применение вихревого насоса оправдано при значении коэффициента быстроходности n_s < 40. Вихревые насосы в многоступенчатом исполнении значительно расширяют диапазон рабочих давлений при малых подачах, снижая коэффициент быстроходности до значений, характерных для насосов объёмного типа.

Вихревые насосы сочетают преимущества насосов объёмного типа (высокие давления при малых подачах) и динамических насосов (линейная зависимость напора насоса от подачи, равномерность потока).

Вихревые насосы используются для перекачки чистых и маловязких жидкостей, сжиженных газов, в качестве дренажных насосов для перекачки горячего конденсата.

Вихревые насосы обладают низкими кавитационными качествами. Кавитационный коэффициент быстроходности вихревых насосов C = 100..110.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Области использования различных машин.

Наибольшее распространение в народном хозяйстве получили лопастные насосы. Создаваемый ими напор может превышать 3500м, а подача 100000 м3/ч в одном агрегате.

В телоэнергетических установках для питания котлов, дачи конденсата в системе регенеративного подогрева питательной воды, циркуляционной воды в конденсаторы турбин, сетевой воды в системе теплофикаций применяются центробежные насосы.

В последнее время в связи с ростом мощности паровых турбин в конденсационных установках иногда применяют осевые насосы.

Центробежные и струйные насосы применяются на ТЭС и системах гидрозолоудаления.

Струйные насосы используются для удаления воздуха из конденсаторов паровых турбин и в абонентских теплофикационных средах в качестве смесителей прямой и обратной воды.

Эрлифты иногда употребляют она ТЭС для подъема воды из буровых скважин основного или резервного хозяйственного водоснабжения.

Из объёмных насосов в теплоэнергетике используют поршневые насосы для питания паровых котлов малой паропроизводителььности и в качестве дозаторов реагентов для поддержания требуемого качества питательной и котловой  крупных котлов. Роторные насосы употребляются на электростанциях в системах смазки и регулирования турбин.

В технологическом цикле АЭС применяются центробежные насосы специальных конструкций обычного и герметичного исполнений.

Еще более широко насосы всех видов используются на промышленных предприятиях, в сельском хозяйстве и для водоснабжения городов. Центробежные насосы работают в промышленности в системах хозяйственного и технического водоснабжения, а так же для подачи различных растворов  и реагентов в технологических схемах производств. Очень широко применяются струйные и центробежные насосы в строительной и угольной промышленности при гидромеханизации разработки грунтов и при гидравлическом способе добыче угля. В торфяной промышленности лопастными насосами пользуются для разработки заполненной торфа и подачи смеси торфа с водой.

Центробежные, струйные насосы, газлифты и пневматические установки применяются для различных целей в легкой, химической, пищевой, нефтяной промышленности. За последние годы широкое применение получили центробежные насосы в трубопроводных системах транспорта воды и нефти на дальние расстояния. Следует отметить, что все системы коммунального водоснабжения основаны на использовании лопастных насосов.

Широко распространены в народном хозяйстве различные машины для сжатия и перемещения воздуха и технических газов.

Центробежные и осевые вентиляторы больших подач и значительных напоров применяются в качестве дымососов и для подачи воздуха в топки котлов.

Центробежные компрессоры с паровым и электрическим приводом являются основным видом компрессорных машин в металлургическом и коксохимическом производствах: здесь они служат для подачи дутьевого воздуха и газов, основных или побочных продуктов технологического цикла. Эти машины получают распространение в системах дальнего газоснабжения. Осевые компрессоры широко используются в газотурбинных установках. Поршневые компрессоры применяются в металлообрабатывающей и в машиностроительной промышленности для сжатия воздуха, приводящего в действие пневматический инструмент и прессы. В химической промышленности газовые многоступенчатые компрессоры используются в циклах синтеза химических продуктов при высоком давлении. Также сжатый воздух применяется в текстильной промышленности как энергоноситель для проведения ткацкого процесса.

На ТЭС поршневые компрессоры служат для обдува поверхностей нагрева котлов с целью их очистки золы и сажи и снабжения сжатым воздухом пневматического ремонтного инструмента.

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. В. М. Черкасский. Насосы, вентиляторы, компрессоры. 1984.8 с.
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Насос