4. Центробежные насосы

133

В одноступенчатом центробежном насосе (рис. II1-2) жид- кость из всасывающего трубопровода / поступает вдоль оси рабочего колеса 2 в корпус 3 насоса и, попадая на лопатки 4, приобретает вращатель- ное движение. Центробежная сила отбрасывает жидкость в канал пере-

менного сечения между корпусом и ра- бочим колесом, в котором скорость жидкости уменьшается до значения, равного скорости в нагнетательном тру- бопроводе 5. При этом, как следует из уравнения Бернулли, происходит пре- образование кинетической энергии по- тока жидкости в статический напор, что обеспечивает повышение давления жидкости. На входе в колесо’создается пониженное давление, и жидкость из приемной емкости непрерывно посту- пает в насос.

Давление, развиваемое центробеж- ным насосом, зависит от скорости вра- щения рабочего колеса. Вследствие зна- чительных зазоров между колесом и корпусом насоса разрежение, возни- кающее при вращении колеса, недо- статочно для подъема жидкости по всасывающему трубопроводу, если он и корпус насоса не залиты жидкостью.

Поэтому перед пуском центробежный

насос заливают^ перекачиваемой жидкостью. Чтобы жидкость не-вылива- лась из насоса и всасывающего трубопровода при заливке насоса или при кратковременных остановках его, на конце всасывающей трубы, погру- женном в жидкость, устанавливают обратный клапан, снабженный сеткой (на рисунке не показан).

Напор одноступенчатых центробежных насосов (с одним рабочим коле- сом) ограничен и не превышает 50 м. Для создания более высоких напоров -

применяют многоступенча- тые насосы (рис. П1-3), имеющие несколько рабочих колес / в общем корпусе 2, расположенных последова- тельно на одном валу 3. Жидкость, выходящая кз первого колеса, посту- пает по специальному отводному ка- налу 4 в корпусе насоса во- второе колесо (где ей сообщается дополни- тельная энергия), из второго колеса через отводной канал в третье колесо и т. д. Таким образом, ориентиро- вочно (без учета потерь) можно счи-

• тать, что напор многоступенчатого на-

7 — рабочее колесо: 2 — корпус; 3 — вал; ¹ ^

4. — отводной канал. соса равен напору одного колеса, ум-

Рис. ІІ1-3. Схема многоступенчатого насоса:

Рис. 111-2. Схема центробежного на­соса:

У — всасывающий трубопровод; 2 — рабо­чее колесо; 3 — корпус; 4 — лопатки; 5 — нагнетательный трубопровод.

Гл. III. Перемещение жидкостей (насосы)

жидкости на входе в колесо с_г и на выходе из колеса с₂ являются каждая геометрической суммой относительной и окружной скоростей, поэтому их можно разложить (рис. 111-4) на относительные составляющие и т_г (направленные вдоль лопаток) и окружные составляющие и_г и и₂ соот­ветственно (направленные по касательной к окружности вращения). При­нимая за плоскость сравнения плоскость рабочего колеса, составим баланс

Рис. II1-4. К выводу основного уравнения центробежных машин.

энергии жидкости при прохождении ее через колесо по уравнению Бер­нулли (2_Х = г₂):

Рі

ШЇ

Рг

Рё

+

щ

2ё

При вращении колеса жидкость на выходе приобретает дополнитель­ную энергию А, равную работе центробежной силы на пути длиной г_г—г_х. Тогда

Рі

1. — Л.

Рё ²8 Рё ²ё

(111,18)

Если рабочее колесо вращается с угловой скоростью со, то центробеж­ная сила С, действующая на частицу жидкости массой т, равна

С = т(л²г — со²/-

где в — вес частицы; г — текущий радиус вращения частицы.

Работа А_а, совершаемая центробежной силой при перемещении этой же частицы на пути г₂ — г_ь составляет

О 2 J Осо²

Произведение угловой скорости со на радиус вращения г равно окруж­ной скорости и, поэтому

Ш²/| = И2 ¹¹ “М = ^и1 Работа А_а выразится уравнением

Ав-

0

ё

Удельная работа, отнесенная к единице веса жидкости, равна удель­ной энергии, приобретаемой жидкостью в насосе. Поэтому

“1-й?

Подставляя это выражение в уравнение (III, 18), получим

Р і , і РВ 2^г

Рг . Рё

и\ — и\

23