Презентация на тему Вихревые насосы. Конструкции, применение, расчет

Презентация на тему Вихревые насосы. Конструкции, применение, расчет, предмет презентации: Разное. Этот материал содержит 67 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Текст слайда:








Вихревые насосы
Конструкции, применение, расчет


Слайд 2
Текст слайда:




















Характеристики насосов:
– вихревого
– центробежного



Схема вихревого насоса закрытого типа
– рабочее колесо
– перемычка между всасывающим и напорным окнами

2


Слайд 3
Текст слайда:




















3


Слайд 4
Текст слайда:




















Сравнение вихревых насосов с центробежными
Вихревые насосы имеют преимущества (по сравнению с ЦБН):
При тех же размерах напор выше в 3..8 раз
Проще конструкция проточной части
Некоторые вихревые насосы обладают свойством самовсасывания без дополнительных устройств
Некоторые конструкции способны работать на смеси жидкости и
газа
Недостатки:
Низкий КПД (не более 45%), следовательно, область применения ограничена, рекомендуемые значения:
N<25 кВт
Q<12 м3/c H<250 м
Нельзя применять при большой вязкости жидкости. Только если число Рейнольдса Re>20000 (вязкость жидкости до 30..40 сСт)
Нельзя применять, если в жидкости присутствуют абразивные
частицы

4


Слайд 5
Текст слайда:






Основные области применения вихревых
насосов

Перекачивание маловязких легколетучих жидкостей – топливные насосы (в частности, самовсасывающие) – бензоколонки, автозаправщики, аэродромная техника
Пожарные насосы (высокий напор при малых габаритах) –
устанавливаются на автомобилях и мотопомпах
Перекачивание сжиженных газов (способность работать на
смеси газа и жидкости), в т.ч. герметичные
На судах – в качестве питательных насосов малых силовых
установок
Индивидуальное хозяйство – водяные самовсасывающие
насосы для перекачивания воды из колодцев и т.п.
В качестве малогабаритных скважинных насосов (с существенными ограничениями по области использования)
В химической промышленности (простые рабочие органы,
возможность изготовления из разных материалов)
В военной технике – высокооборотные малогабаритные высоконапорные насосы и др.


Слайд 6
Текст слайда:





















Слайд 7
Текст слайда:



















Рабочий процесс вихревых насосов основан на 2 основных моментах:
Вихревое рабочее колесо работает как ЦБ: захватывает жидкость из
всасывающей и нагнетает в отводную, проходя через колесо, жидкость
ускоряется, получает большую окружную скорость.
Эта быстротекущая жидкость, выходя из колеса, смешивается с медленнотекущей жидкостью в канале; при этом жидкость в канале получает ударный импульс в направлении движения колеса.
Следовательно, вихревой насос - это комбинация ЦБН и струйного насоса.

За счет неуравновешенности жидкости появляется продольный
вихрь

За входной кромкой лопатки образуется отрыв –
формируется вихрь радиальный



7


Слайд 8
Текст слайда:




















8


Слайд 9
Текст слайда:




















9


Слайд 10
Текст слайда:




















10

10


Слайд 11
Текст слайда:









































11




Рабочие колеса вихревых насосов


Слайд 12
Текст слайда:



















12



Слайд 13
Текст слайда:









































13





Герметичный центробежно-вихревой многоступенчатый насос



Слайд 14
Текст слайда:





Скважинный вихревой насос


14


Слайд 15
Текст слайда:





Пример характеристик вихревых насосов


15


Слайд 16
Текст слайда:





Вихревой насос тип ВКС


16


Слайд 17
Текст слайда:





















17







Параметры насосов тип ВК, ВКС


Слайд 18
Текст слайда:










































18



Насос тип ЦВК



Слайд 19
Текст слайда:



Баланс энергии в насосе


19

19


Слайд 20
Текст слайда:



















Жидкости, текущей по каналу, передается энергия. Рабочий процесс, за
счет которого это происходит, будем называть вихревым рабочим процессом.
+ насосов открытого типа: энергия передается жидкости также за счет лопастного процесса при первом прохождении жидкости через колесо.
Опыты показывают, что давление вдоль канала ВН постепенно увеличивается (от Рв до Рн).

Объемные потери в ВН состоят из потерь, вызванных перетечками в уплотнении перемычки и радиальными перетечками через уплотнение канала.






20

20


Слайд 21
Текст слайда:



















Чтобы определить гидравлическую мощность вихревого рабочего процесса Nв рассмотрим равновесие жидкости в канале.
Развернем сечение канала

цилиндром, соосным насосу,

и
рассмотрим силы, действующие на

жидкость в канале.

На жидкость, находящуюся в канале, действуют: 1. Силы давления Pв и Pн на сечениях входа и выхода из него,
2. Окружная составляющая сил трения жидкости о стенку канала Тц и сила Тк, с которой рабочее колесо действует21


Слайд 22
Текст слайда:






















22



Слайд 23
Текст слайда:




















у





перет. через
гл. канал
основное уравнение баланса энергии




Слайд 24
Текст слайда:



Характеристики вихревого насоса




закрытого типа малые насосы малые ns


Открытого типа большие насосы большие ns






Слайд 25
Текст слайда:



Влияние соотношений размеров на характеристики

Чем меньше сопротивление канала продольному вихрю, тем
больше Н (слева направо характеристики I, II, III)


1) Влияние
формы и расположения канала


Кафедра Э-10 Динамические насосы










25





Слайд 26
Текст слайда:



Чем ↑ z, тем меньше
недокрутка потока, ↑ Н
Чем ↑ z, тем ↑ сопротивление
продольному вихрю, тем ↓ Н
Чем ↑ z, тем меньше крутизна
характеристики

26



2. Влияние числа лопаток



Слайд 27
Текст слайда:





3. Влияние соотношения размеров проточной части






















Крутизна характеристики увеличивается при уменьшении радиальных относительных размеров. Форма сечения 48а соответствует малым ns и
крутой характеристике. Форма сечения 48д - большим ns и пологой
характеристике.
Серповидные лопатки (49 в) дают более крутую характеристику.
Длины всасывающего и напорного окна слабо влияют на характеристику,
но влияют на кавитационные качества и самовсасывание.



Слайд 28
Текст слайда:



28




Методы регулирования режимов работы

Вихревой

вихревых насосов
насос

целесообразно эксплуатировать недогрузки,

в режимах
т.к. при

увеличении подачи его напор резко падает. С другой стороны, при малых подачах

существенно
потребляемая

у насоса возрастает мощность.

Следовательно,

вихревой

насос нужно

открытую задвижку

запускать на
(при

минимальной мощности), и
желательно эксплуатировать



Слайд 29
Текст слайда:





Расчет вихревых насосов

Методик расчета вихревых насосов существует много, но ни одна из них не является исчерпывающей и полностью достоверной для всего диапазона типов и параметров вихревых насосов. Причины этого следующие:
Отсутствие единой теории рабочего процесса вихревого насоса, в отличие от центробежных насосов, для которых струйная теория является пусть и приближенной, но общепризнанной моделью описания рабочего процесса
Большое разнообразие конструкций вихревых насосов (типы,
формы канала, лопаток и др.)
Сложные процессы вихреобразования, затрудняющие
комплексный гидродинамический анализ течения в насосе
Меньшая, по сравнению с центробежными насосами, распространенность вихревых насосов приводит к тому, что выделяются меньшие ресурсы на их изучение
Эмпирические методики расчета разных авторов, как правило, применимы только для того типа насосов, на котором они были выведены.


Слайд 30
Текст слайда:





Некоторые методики расчета вихревых насосов

Систематика Б.И. Находкина – предлагает вести расчет вихревого насоса на основании статистических данных с использованием известных оптимальных соотношений для элементов проточной части. Дает значительный разброс результатов, но целесообразно использовать , когда у насоса нет прямого прототипа
Методика пересчета параметров с подобного насоса-модели с равным или близким ns. Наиболее точная методика, но требуется модель, что не всегда доступно вследствие малой базы данных по вихревым насосам.
Методика пересчета параметров с подобного насоса с ns, не равным натуре (с использованием промежуточной модели). Применяется, когда отклонение ns модели и натуры не более 30%, дает менее точные результаты, чем предыдущая.
Метод, предложенный О.В. Байбаковым – сложен и требует большого объема расчетов, на практике не используется
Методики Шаумяна, Пфлейдерера, Шмидхена и ряда других ученых – имеют те или иные недостатки, применимы к узким классам насосов.


Слайд 31
Текст слайда:



Оптимальное соотношение
размеров



a/c = 1,6..3 откр. тип (2,0)
2,5..3,5 закр. тип (2,5)
b/c = 0,9..1,25
L/c = 0,9..1,25

большие насосы с тонким лоп. закр. тип


малые насосы
с толстыми лоп. открытый тип



Кафедра Э-10 Динамические насосы

31


Слайд 32
Текст слайда:



Расчет насоса по систематике Находкина



ns малый

ns большой

(1,5..2)l – откр. тип
L перемычки
(2..3)l – закр. тип






Кафедра Э-10 Динамические насосы

32


Слайд 33
Текст слайда:



















Определение ns для вихревого
насоса:
Для насосов с двухсторонним рабочим колесом ns определяется по
половинной подаче
Для многоступенчатых насосов ns определяется по напору 1 ступени
Вихревые насосы отличаются от центробежных тем, что для них режим оптимальной подачи не является особым (в отличие от центробежных – у тех это режим безударного входа в отвод), и работа в оптимальном по КПД режиме для них означает работу33


Слайд 34
Текст слайда:




Выбирается

характеристика

модельного насоса, для которого в точке оптимума ns равен натурному.
По формулам подобия для H и Q (одинаковы для всех динамических насосов, у которых рабочие

органы вращаются,
расчет

производится
масштабного

коэффициента,

всех размеров

далее пересчет насоса по этому

масштабному коэффициенту

Хар-ка модельного насоса

Кафедра Э-10 Динамические насосы

34



Слайд 35
Текст слайда:





















Слайд 36
Текст слайда:





















Слайд 37
Текст слайда:



Пересчет с модельного насоса с использованием промежуточной модели



Кафедра Э-10 Динамические насосы

37


Слайд 38
Текст слайда:




















Кафедра Э-10 Динамические насосы

38


Слайд 39
Текст слайда:





















Далее, по
использованием

Кафедра Э-10 Динамические насосы

39

аналогии с расчетом с
обычной модели, находим

масштабный коэффициент и пересчитываем размеры промежуточной модели на размеры натурного насоса.


Слайд 40
Текст слайда:

Силы, действующие на колесо вихревого насоса

Радиальная сила


40


Слайд 41
Текст слайда:























41





Осевая сила в насосе открытого типа




Слайд 42
Текст слайда:






















Один из вариантов разгрузки от осевой силы в
насосе открытого типа



Слайд 43
Текст слайда:






Осевая сила в насосе закрытого типа



Слайд 44
Текст слайда:






Кавитационные качества вихревых насосов

На рисунке приведен пример кавитационной характеристики вихревого насоса.
В целом, кавитационные качества вихревых насосов как открытого, так и закрытого типа


существенно хуже,


Слайд 45
Текст слайда:





















серпообразные лопатки большие насосы (тонкие лоп)

прямоугольные лопатки
малые насосы
(толстые лоп)




Причины худших кавитационных качеств:
Угол атаки на входе в рабочую камеру В.Н.
велик
У ЦТН входная кромка острая, а у В.Н. имеется
торцовый зазор

Кафедра Э-10 Динамические насосы

45


Слайд 46
Текст слайда:





















Слайд 47
Текст слайда:



Способы улучшения кавитационных качеств

Кафедра Э-10 Динамические насосы

47





Слайд 48
Текст слайда:





















Слайд 49
Текст слайда:







Влияние радиуса расположения окна всасывания




Слайд 50
Текст слайда:



Б. Насосы закрытого типа


Кафедра Э-10 Динамические насосы

50




Слайд 51
Текст слайда:



















Отличие

вихревых

закрытого типа от насосов

насосов
открытого

типа в том, что жидкость поступает не на лопатки колеса, а сначала в канал, и оттуда уже на колесо. Поэтому кавитационные качества таких насосов в целом хуже, чем у насосов открытого типа, и намного хуже, чем у

центробежных насосов.
Из формулы (100) можно
вывод, что кавитационные

сделать
качества

насосов закрытого типа зависят от их подачи. Чем ниже подача, тем хуже (в отличие от насосов открытого типа5)1


Слайд 52
Текст слайда:




















Кафедра Э-10 Динамические насосы

52


Слайд 53
Текст слайда:



Работа

Кафедра Э-10 Динамические насосы

53

вихревого насоса

на газе

(самовсасывающая

способность)

Насосы закрытого типа и открытого с открытым каналом на газе не
работают (без дополнительных устройств)

Работают: А: Насосы открытого типа с глухим каналом
Б: Насосы открытого типа с каналом, открытым к центру
И те и другие работают на газе, будучи предварительно заполнены водой, по принципу «жидкого поршня», использующегося также в водокольцевых вакуум-насосах. Для многоступенчатых насосов открытого типа достаточно выполнять самовсасывающей одну (чаще последнюю) ступень.

В.Н. закрытого типа могут быть приспособлены к работе на газе за счет установки напорного сепарирующего колпака, но это усложняет их конструкцию и снижает КПД.


Слайд 54
Текст слайда:







Принцип «жидкого поршня» применительно к вихревому насосу открытого типа с глухим каналом



Слайд 55
Текст слайда:





















Слайд 56
Текст слайда:



















При работе вихревого насоса на газе возникают следующие проблемы:
В силу малой плотности газа утечки газа через торцевые щели и перемычку много больше, чем у жидкости, поэтому напор и КПД насоса при работе на газе существенно ниже. Чтобы снизить перетечки через торцевые щели, применяют принцип «жидкого затвора» с подводом жидкости на малые радиусы торцевой щели (см. следующий слайд)
Длительная работа на газе может привести к выходу из строя уплотнений, поэтому необходимо либо ограничить время работы, либо организовать независимую смазку уплотнений (можно совместить с предыдущим пунктом)

3. КПД насоса

открытого типа с глухим каналом мал, поэтому

желательно для самовсасывания использовать

дополнительную ступень (устаревшее решение),

либо
либо

дополнительный канал (что тоже снижает напор насоса)
4. Самовсасывание и работа на смеси газа и жидкости – разные
режимы, часто требования к ним не совпадают.


Слайд 57
Текст слайда:





















Слайд 58
Текст слайда:





















Слайд 59
Текст слайда:





















Слайд 60
Текст слайда:





















Слайд 61
Текст слайда:























































6


1


Слайд 62
Текст слайда:





















Слайд 63
Текст слайда:






Работа насосов закрытого типа в режиме самовсасывания

Такие насосы могут быть выполнены самовсасывающими с применением дополнительных устройств, а именно:
Напорного сепарирующего колпака со встроенным сепаратором
Предвключенного струйного насоса
Дополнительной ступени вихревого насоса открытого типа с глухим каналом


Слайд 64
Текст слайда:





















Слайд 65
Текст слайда:





















Слайд 66
Текст слайда:





















Слайд 67
Текст слайда:



















Кафедра Э-10 Динамические насосы

67


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика