Центробежные насосы

Схема центробежного насоса показана на рис. 2.20.


Рис. 2.20. Схема центробежного насоса

Корпус 1 насоса спиралевидной формы. Ротор состоит из рабочего колеса 2 с лопастями, жестко закрепленного на валу 3. К корпусу примыкают два патрубка: всасывающий 4 и нагнетательный 5.

При вращении рабочего колеса жидкости сообщается вращательное и радиально-поступательное движение от центра к периферии вследствие действия центробежных сил. При этом в центре насоса создается разрежение, благодаря чему обеспечивается непрерывное поступление жидкости через всасывающий патрубок к центру насоса. Жидкость, пройдя по лопастям насоса, отбрасывается с рабочего колеса в направляющий аппарат, представляющий собой спиральный расширяющийся канал. Здесь часть кинетической энергии, сообщенная жидкости в колесе, преобразуется в гидродинамическое давление. Под воздействием последнего жидкость через нагнетательный патрубок отводится в соответствующий трубопровод. Таким образом, энергия, сообщаемая жидкости в рабочем колесе, зависит от центробежной силы, которая для единицы массы при вращательном движении равна Ец = газ, где r — радиус колеса; ω — угловая скорость.

Напор и подача изменяются в центробежном насосе одновременно при увеличении радиуса или частоты вращения. При этом повышаются окружные скорости лопастей u = rω. Их возрастание ограничивается условиями прочности материала колес. Предельные значения окружных скоростей: для чугунных колес (литье) — 40, для стальных — 300—500, для бронзовых — 80 м/с.

Указанные ограничения определяют сравнительно небольшие напоры, создаваемые в центробежных насосах. Для получения более высоких напоров применяют многоступенчатые насосы, в которых несколько рабочих колес установлено на одном валу в общем корпусе и поток жидкости проходит последовательно через все колеса (рис. 2.21, а). Напор, создаваемый при таком соединении колес, равен сумме напоров отдельных ступеней — колес. При этом подача сохраняется постоянной, т. е. равной подаче одноступенчатого колеса. Если необходимо увеличить подачу, сохранив постоянство напора, колесо соединяют параллельно (рис. 2.21,6). Такие насосы называют много проточными. При параллельно-последовательном соединении колес получаются насосы смешанного типа (рис. 2.21, б). У всех многоступенчатых насосов скорости жидкости меньше, чем у одноступенчатых, при одинаковых параметрах, поэтому их КПД выше вследствие снижения гидравлических потерь.


Рис. 2.21. Схемы соединения колес центробежных насосов: а — последовательное; б — параллельное; в — смешанное