Осевые насосы

Министерство образования Республики Беларусь

 

Учреждение образования

Международный государственный экологический  университет

имени А. Д. Сахарова

 

Факультет мониторинга  окружающей среды

Кафедра возобновляемых источников энергии

 

 

 

Осевые насосы

 

Курсовая работа студента 3-го курса

 

Губича Алексея Сергеевича

                                                           

____________А. Губич

 

«Допустить к защите»                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Зав. кафедрой возобновляемых источников энергии д.т.н., профессор                    ______________ С. П. Кундас «____»________________2012 г.

Руководитель                                                                                                                                                                                                                                                                                                           к.т.н., доцент                    ____________С. С. Кучур

 

Минск, 2013

Реферат

 

Курсовая работа 42 с., 19 рис., 6 источников.

ОСЕВОЙ НАСОС, РАБОЧЕЕ КОЛЕСО, КПД  ОСЕВОГО НАСОСА, ОБРАТНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ  КАЧЕСТВА РЕШЕТКИ, МОЩНОСТЬ НА ВАЛУ, ПОЛНЫЙ КПД СТУПЕНИ.

Объектом исследования является осевой насос.

Цель курсового проекта –  рассчитать КПД осевого насоса, обратный коэффициент качества решетки, расчет КПД осевой ступени и мощность на валу насоса, полный КПД ступени.

Произведён расчёт КПД решетки, расчет КПД осевой ступени и мощность на валу насоса, полный КПД ступени.

 

 

Реферат

 

Курсавая работа 42 з., 19 мал., 6 крыніц.

Восевай помпа, працоўнае кола, ККД восевых помпа, зваротны Каэфіцыент ЯКАСЦІ кратамі, магутнасць на вале, ПОЎНЫ ККД прыступак.

Аб'ектам даследавання з'яўляецца восевай помпа.

Мэта курсавога праекта - разлічыць ККД восевага помпы, зваротны каэфіцыент якасці рашоткі, Разлік ККД восевай прыступкі і магутнасць на вале помпы, поўны ККД прыступкі

Зроблены разлік ККД рашоткі, разлік ККД восевай прыступкі і магутнасць на вале помпы, Поўны ККД прыступкі.

 

Аbstract

 

Coursework 42 p., 19 Fig. 6 sources.

Axial flow pumps, impellers, axial pump efficiency, inverse quality factor of the lattice, shaft power, the total efficiency of the stages.

The object of study is the axial pump.

The aim of the course project - to calculate the efficiency of the axial pump, check the quality factor lattice calculation efficiency axial stage and the power to the pump shaft, the total efficiency level

The calculation of the efficiency of the lattice, the calculation of the efficiency levels and axial shaft horsepower pump, full efficiency level. 

Содержание

Введение 6

1. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОСЕВЫХ НАСОСОВ Назначение. область применения, принцип действия 7

1.1 Назначение осевых насосов 8

1.2 Классификация насосов 8

1.3 Основные области применения осевых насосов 9

1.4 Устройство и принцип работы осевого насоса 9

2. Теоретические основы работы 11

3. Расчет КПД Осевого насоса 16

4. Анализ основных конструктивных особенностей 22

4.    Особенности  21

5. Основы эксплуатации 31

5.1 Установка насосов и электродвигателей 31

5.2 Балансировка колес насосов 31

5.3 Подшипники 32

5.4 Звукоизоляция 33

5.5 Служба эксплуатации насосов 33

5.6    Ремонт рабочих колес осевых насосов 35

Заключение 40

Список использованных источников 41

 

 

Введение

 

Насо́с — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов.

Следует заметить, что машины для перекачки и создания напора газов выделены в отдельные группы и получили название вентиляторов и компрессоров. Разность давлений жидкости в насосе и трубопроводе обусловливает её перемещение.

 Изобретение насоса  относится к глубокой древности.  Первый известный поршневой насос  для тушения пожара, который изобрёл  древнегреческий механик Ктесибий, упоминается ещё в I веке н. э. В Средние века насосы использовались в различных гидравлических машинах. Один из первых центробежных насосов со спиральным корпусом и четырёхлопастным рабочим колесом был предложен французским учёным Д. Папеном. До XVIII века насосы использовались гораздо реже, чем водоподъёмные машины (устройства для безнапорного перемещения жидкости), но с появлением паровых машин насосы начали вытеснять водоподъёмные машины. ВXIX веке с развитием тепловых и электрических двигателей насосы получили широкое распространение. В 1838 году русский инженер А. А. Саблуков на основе созданного им ранее вентилятора построил центробежный насос и работал над применением его при создании судового двигателя.

 

1. основные параметры ОСЕВЫХ НАСОСОВ.

Назначение, область применения, принцип  действия

1.1 Назначение осевых насосов

Осевые насосы (рисунок 1.1) предназначаются главным образом для подачи больших объёмов жидкостей. Их работа обусловлена передачей той энергии, которую получает жидкость при силовом воздействии на неё лобовой поверхности вращающихся лопастей рабочего колеса. Частицы подаваемой жидкости при этом имеют криволинейные траектории, но, пройдя через выправляющий аппарат, начинают перемещаться от входа в насос до выхода из него, в основном вдоль его оси (откуда и название).

Существуют 2 основных разновидности  осевых насос: жестколопастные с  лопастями, закрепленными неподвижно на втулке рабочего колеса, называемые пропеллерными, и поворотно-лопастные, оборудованные механизмом для изменения  угла наклона лопастей. Насосы обеих  разновидностей строят обычно одноступенчатыми, реже двухступенчатыми.

Отличительной особенностью осевых насосов  является - конструкция и функционирование рабочего колеса. Оно состоит из втулки, на которой укреплено несколько  лопастей, представляющих собой удобнооптекаемое изогнутое крыло с закрученной передней, набегающей на поток, кромкой. При перемещении профиля лопасти, вызываемого вращением рабочего колеса, в жидкости, за счет изменения скорости её течения вдоль нижней и верхней поверхности профиля, давление над профилем должно повыситься, а под профилем - понизиться. Благодаря этому создается напор насоса.

 

Рисунок 1.1 – осевой насос

2. Классификация насосов

Насосы различаются по нескольким позициям:

-по характеру сил преобладающих в насосе: объёмные, в которых преобладают силы давления и динамические, в которых преобладают силы инерции;

-по характеру соединения рабочей камеры с входом и выходом из насоса: периодическое соединение (объёмные насосы) и постоянное соединение входа и выхода (динамические насосы).

Объёмные насосы используются для перекачки вязких жидкостей. В этих насосах одно преобразование энергии — энергия двигателя непосредственно преобразуется в энергию жидкости (механическая => кинетическая + потенциальная). Это высоконапорные насосы, они чувствительны к загрязнению перекачиваемой жидкости. Рабочий процесс в объёмных насосах неуравновешен (высокая вибрация), поэтому необходимо создавать для них массивные фундаменты. Также для этих насосов характерна неравномерность подачи. Большим плюсом таких насосов можно считать способность к сухому всасыванию (самовсасыванию).

Для динамических насосов характерно двойное преобразование энергии (1 этап: механическая => кинетическая + потенциальная; 2 этап: кинетическая =>

-испарительных станций;

-циркуляционных систем реакторов;

-насосных станций;

-кристаллизаторов;

-водоочистных станций.

В различных отраслях промышленности:

-целюлозобумажное производство;

-сахарная индустрия;

-производство соли;

-индустрия по очистке сточных  вод;

-производство фосфорной кислоты;

-меламиновое производство;

-химические предприятия.

Устройство и потенциальная). В динамических насосах можно перекачивать загрязнённые жидкости, они обладают равномерной подачей и уравновешенностью рабочего процесса. В отличие от объёмных насосов, они не способны к самовсасыванию.  

3.  Основные области применения осевых насосов

Применяются осевые насосы для  циркуляционного водоснабжения  тепловых и атомных электростанций, в оросительных системах и других отраслях народного хозяйства.

  В составе:

4. принцип работы осевого насоса

Осевой  насос представляет собой лопастной  насос, у которого рабочее колесо 1 имеет ряд лопастей, закручивающих  поток, движущейся параллельно оси (рисунок 1.2):

1 — рабочее колесо, 2 — направляющий аппарат, 3 — цилиндрический корпус.

Рисунок 1.2 – схема осевого насоса

Для выпрямления  потока и направления его в  напорный патрубок или на следующую  ступень после рабочего колеса устанавливается направляющий аппарат 2, снабженный неподвижными лопатками. Направляющий аппарат служит для преобразования кинетической энергии вращения потока в потенциальную энергию давления.

Во втулке направляющего аппарата проходит вал насоса, на котором  насажено рабочее колесо, и устанавливается  подшипник. 
Вся проточная часть насоса располагается в цилиндрическом корпусе 3, который по существу является продолжением трубопровода. Насос как бы настраивается в трубопровод, образуя с ним одно целое. Для вывода вала напорной части насоса придается форма отвода.

В осевом насосе поток жидкости движется параллельно оси и одновременно лопасти сообщают ему вращательное движение по окружности, на валу насоса. Так как движение жидкости в радиальном направлении отсутствует, то исключается  возможность работы центробежных сил. Повышение давления происходит за счет гидродинамического воздействия лопаток  на жидкость и преобразования кинетической энергии при раскручивании потока в направляющем аппарате. Таким образом, принцип действия осевого насоса заключается в силовом взаимодействии лопастей с потоком жидкости и использовании диффузорного элемента.

 

2. Теоретические основы работы осевого насоса

Преобразование  энергии в осевом насосе происходит в результате взаимодействия потока жидкости с подвижными лопатками, здесь  жидкость участвует одновременно в  поступательном движении вдоль оси  вращения рабочего колеса и вращательном движении вокруг той же оси. Эти два  движения составляют абсолютный поток, подобный движению по винтовой поверхности. При такой осесимметричности движения осевой насос располагается в цилиндрической трубе, которая является продолжением трубопровода. Насос как бы вмонтирован в трубопровод, а проточная часть его представляет собой пространство, заключенное между корпусом 1, рабочим колесом пропеллерного типа 2 и неподвижными лопатками направляющего аппарата 3 .Во втулку направляющего аппарата проходит вал насоса 4 и обычно располагается подшипник; втулке рабочего колеса придается обтекаемая форма. Когда жидкость проходит между вращающимися лопатками пропеллерного колеса, последние передают энергию потоку жидкости и вращают его. Для уменьшения потерь кинетической энергии от закрутки потока и устранения вращательного движения на выходе из насоса устанавливают неподвижные лопатки направляющего аппарата, которые выпрямляют поток и направляют его вдоль оси напорного трубопровода. Осевые насосы относятся к наиболее быстроходным насосам, в основу теории которых положены законы о подъемной силе и лобовом сопротивлении ряда обтекаемых профилей (теория решетки профилей). На рис. (2.1.) изображена схема рабочего колеса осевого насоса и план скоростей потока жидкости в проточной части насоса. Поступая в насос с осевой скоростью, жидкость попадает на рабочее колесо, которое вращается с угловой скоростью Ω. Далее при движении между вращающимися лопатками частицы жидкости участвуют в относительном движении вдоль межлопаточного канала со скоростью   и переносном (окружном) со скоростью  , где r — расстояние частицы жидкости от оси вращения. Следовательно, абсолютная скорость потока жидкости на входе в рабочее колесо   абсолютная скорость потока жидкости на выходе из рабочего колеса  . Выйдя из рабочего колеса с абсолютной скоростью с2, жидкость попадает на лопатки направляющего аппарата, где вдоль изогнутых лопаток происходит изменение абсолютной скорости от значения с2 до сz. Параллелограммы скоростей в проточной части осевого насоса (рис.2.1 б) можно заменить скоростными треугольниками, а цилиндрическое сечение лопастей рабочего колеса радиуса r — разверткой на плоскости. Развертка цилиндрического сечения на плоскость дает бесконечную решетку профилей. Обтекая установленные под углом вращающиеся лопатки, поток жидкости перед каждой лопаткой разветвляется на две части и вновь смыкается у выходных кромок лопаток. Скорости жидкости в ветвях потока между лопатками будут различные, поскольку за один и тот же промежуток времени до точки схода ветвей частицы жидкости вдоль тыльной поверхности лопаток проходят больший путь, чем частицы, движущиеся вдоль передней (рабочей) поверхности.