напоров — —. Согласr r r ?g ?g

но уравнению Бернулли, разность напоров — ?—? затрачивается на подъем жидкости на высоту всасывания Явс. (см.

рис. 7-3, а), на движение жидкости со скоростью w, т. е. создание

скоростного напора -^г, и на преодоление гидравлических потерь во всасывающей трубе /гвс,. Если жидкость засасывается из открытого бака, то внешнее давление равно атмосферному (ро — ра) и можно написать равенство:

?g ?g вс- 1 %g 1

ВС.

Чтобы происходило всасывание, давление pi должно быть больше давления pt насыщенных паров жидкости при данной температуре. Тогда с учетом приведенного выше равенства условие нормальной работы насоса выразится следующим образом:

? ?g

откуда

(7-10)

4. Центробежные насосы

191

Из выражения (7-10) следует, что высота всасывания насоса уменьшается со снижением барометрического давления ра и с увеличением давления паров pt. Величина pt возрастает с повышением температуры, поэтому при повышении температуры жидкости допустимая высота всасывания уменьшается. Когда давление р\ становится равным pt, из жидкости начинают интенсивно выделяться пары и растворенные в ней газы. При этом под действием противодавления pt паров и газов высота всасывания снижается и может достигнуть нуля.

Высота всасывания уменьшается также при увеличении скорости жидкости во всасывающей трубе и соответствующем возрастании потерь /гвс.. Обычно высота всасывания при перекачивании холодных жидкостей не превышает 5—6 м\ при перемещении нагретых жидкостей она может быть значительно меньше. Поэтому горячие, а также вязкие жидкости подводят к насосу под некоторым избыточным давлением или с подпором на стороне всасывания (рис. 7-3,6). Зависимость (7-10) является общей для всех насосов, хотя процессы всасывания и нагнетания существенно отличаются для насосов различных типов.

4. Центробежные насосы

Типы центробежных насосов

Центробежные насосы делятся на одноступенчатые и многоступенчатые.

На рис. 7-4 показан одноступенчатый насос. Центробежный насос имеет рабочее колесо 1 с загнутыми назад лопатками, которое с большой скоростью вращается в корпусе 2 спиралеобразной формы. Жидкость из всасывающего трубопровода 3 поступает по оси колеса и, попадая на лопатки, приобретает вращательное движение. Под действием центробежной силы давление жидкости увеличивается и она выбрасывается из колеса в неподвижный корпус 2 и напорный трубопровод 4. При этом на входе в колесо создается пониженное давление и, вследствие разности давлений, жидкость из приемного резервуара непрерывно поступает в насос.

Без заполнения корпуса жидкостью колесо насоса при вращении не может создать достаточной разности давлений, необходимой для подъема жидкости по всасывающей трубе. Поэтому перед пуском в ход центробежный насос должен быть залит жидкостью (если она не поступает в насос под напором). Чтобы жидкость не выливалась из насоса и всасывающей трубы при заливке насоса или его остановке, на конце всасывающей трубы устанавливают приемный (обратный) клапан 5 с всасывающей

сеткой. Одноступенчатые насосы предназначены для создания небольших напоров — до 50 м.

Для высоких давлений применяются многоступенчатые насосы (рис. 7-5), имеющие несколько колес 2, соединенных последовательно в корпусе /. Напор, развиваемый многоступенчатым насосом, равен напору одного колеса, умноженному на число колес. Жидкость из колеса попаРис. 7-5. Схема центробежного многоступенчатого насоса:

1 — корпус; 2 — рабочие колеса; 3 —направляющие аппараты.

дает в кольцо из двух дисков 3 с лопатками, изогнутыми в сторону, противоположную лопаткам рабочего колеса. Такое устройство называется направляющим аппаратом и предназначено для уменьшения скорости (кинетической энергии) жидкости, которая переходит при этом в потенциальную энергию давления.

Во многих насосах современных конструкций преобразование скорости в энергию давления осуществляется без направляющего аппарата — путем придания плавных очертаний спиральному отводному каналу корпуса.

Центробежные насосы большой производительности изготовляются с двухсторонним вводом жидкости в корпус насоса.

В химической промышленности насосы широко применяются для перекачивания кислот, щелочей, рассолов и других вязких жидкостей, часто содержащих твердые взвеси. Такие насосы изготовляются из коррозионностойких и износоустойчивых металлических сплавов (например, хромоникелевые сплавы с присадкой титана или молибдена, кремнистые и высокохромистые чу-гуны), для изготовления насосов применяются также пластические массы (например, фаолит) и керамика.

Чтобы свести к минимуму утечку перекачиваемой жидкости, при конструировании таких насосов уделяется большое внимание обеспечению надежного уплотнения вала. Для увеличения срока службы сальниковых набивок их выполняют из специальных материалов (стеклянное волокно, фторопласт и др.), а также стремятся более равномерно распределить нагрузку на кольца набивки путем установки (в середине слоя набивки) пружины или втулки (фонаря) с