Нагнетательные машины

15 мар 2019

НАГНЕТАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
(насосы, вентиляторы и компрессоры)

Общие сведения
Нагнетателями называются машины, служащие для перемещения жидкости и газов и повышения их потенциальной и кинетической энергии.
Известно, что большинство современных технологических процессов связано с перемещением потоков жидких и газообразных сред, и поэтому нагнетатели имеют очень широкое применение во всех отраслях промышленности, сельском и коммунальном хозяйствах.
В зависимости от вида перемещаемого рабочего тела нагнетательные машины подразделяются на две большие группы:
насосы — машины, подающие жидкости;
вентиляторы и компрессоры — машины, подающие воздух и технические газы.
Вентилятор — машина, перемещающая газовую среду при степени повышения давления

ENERGETIK.UZ

Компрессор — машина, сжимающая газ с
ENERGETIK.UZ
и имеющая искусственное (обычно водяное) охлаждение полостей, в которых происходит сжатие газов.
Согласно ГОСТу нагнетатели (насосы) подразделяются на две основные группы:
насосы динамические и объемные.
В динамических нагнетателях передача энергии жидкости или газу происходит путем работы массовых сил потока в полости, постоянно соединенной с входом и выходом нагнетателя.
В объемных нагнетателях повышение энергии рабочего тела (жидкости или газа) достигается силовым воздействием твердых тел, например поршней в поршневых машинах в рабочем пространстве цилиндра, периодически соединяемых при помощи клапанов с входом и выходом нагнетателя.

Основные параметры
Основными параметрами (величинами), характеризующими работу нагнетательных машин, являются подача (расход), давление и напор. Энергия, сообщаемая потоку жидкости или газа нагнетательной машиной, определяется указанными величинами и плотностью подаваемой среды. Гидродинамическое и механическое совершенство машины характеризуется ее полным КПД.
Подача (расход) — количество жидкости (газа), перемещаемое машиной в единицу времени. Количество газа, подаваемого вентилятором и компрессором, принято называть производительностью.
Если подачу измеряют в единицах объема, то ее называют объемной и
обозначают Q. Системой СИ введена массовая подача М (кг/с) — масса
жидкости (газа), подаваемая машиной в единицу времени. Очевидно, что:
M=pQ
где р — плотность среды кг/м3;
Q — объемная подача, м3/с.
В компрессорах из-за значительного повышения давления плотность газа по длине проточной полости возрастает, а объемная производительность уменьшается, поэтому принято объемную производительность компрессоров исчислять по физическим условиям входа в компрессор:
ENERGETIK.UZ

Давление, развиваемое насосом, определяется уравнением сохранения энергии (уравнением Бернулли)
ENERGETIK.UZ

Напором насоса Н называется приращение энергии, получаемой каждым килограммом жидкости, проходящей через насос, т.е. разность удельных энергий жидкости между нагнетательным и всасывающим патрубками насоса; выражается в метрах столба перекачиваемой жидкости, уравновешивающего давление р
ENERGETIK.UZ

В нагнетателях, подающих жидкости, влияние второго и третьего членов уравнения незначительно, и можно пользоваться формулой:
ENERGETIK.UZ

ENERGETIK.UZ

Напор вентиляторов принято выражать условно в миллиметрах водяного столба. Давление, развиваемое вентиляторами, измеряется в паскалях. Следует иметь в виду, что напор в 1 мм вод. ст. эквивалентен давлению 9,81 Па.
Энергетическое совершенство нагнетателей характеризуется их удельной полезной работой
ENERGETIK.UZ

Удельная работа компрессоров определяется видом термодинамического процесса, свойственного данному типу компрессора.
Полезная мощность нагнетателя — энергия, сообщаемая нагнетателем рабочему телу в 1с, определяется соотношением:
ENERGETIK.UZ

Мощность, подводимую на вал нагнетателя от приводного двигателя, называют мощностью нагнетателя на валу NB, кВт.
Коэффициентом полезного действия нагнетателя называют отношение полезной мощности к мощности на валу:
ENERGETIK.UZ

Значения КПД современных динамических насосов лежат в пределах 0,6-0,9.
Основными техническими параметрами, характеризующими работу насоса, как отмечалось выше, являются: напор, подача, потребляемая мощность, коэффициент полезного действия, число оборотов и высота всасывания насоса. Из указанных параметров насоса подача и число оборотов являются независимыми переменными, остальные параметры находятся в функциональной зависимости от подачи и числа оборотов насоса.
Взаимосвязь параметров в различных режимах работы насоса изображается графически в виде характеристик. Характеристики насоса обычно представляются в виде функциональных зависимостей напора, мощности, высоты всасывания и КПД от подачи насоса при одном или нескольких числах оборотов. Характеристики, представленные кривыми
ENERGETIK.UZ
при определении и постоянном числе оборотов (n=const), называются нормальными характеристиками насоса.
Характеристики, представленные аналогичными кривыми
ENERGETIK.UZ
для различных чисел оборотов, называются универсальными характеристиками насоса.
Для объемных нагнетателей (насосов) характеристиками называются зависимости основных параметров от давления.
При изменении числа оборотов центробежного (динамического) насоса и вентилятора основные параметры в соответствии с теорией подобия определяются по формулам:
ENERGETIK.UZ




СПРАВОЧНИК ЭНЕРГЕТИКА
Под общей редакцией А.Н. Чохонелидзе