Выбор частоты вращения, геометрической высоты всасывания
Выбор частоты вращения, геометрической высоты всасывания и длины всасывающего трубопровода
Выбранные частоты вращения насоса и геометрическая высота всасывания должны обеспечить безкавитационную его работу и правильное действие клапанов. Кавитационные свойства насоса определяются условиями всасывания, а поэтому необходимо, чтобы минимальное давление в цилиндре насоса оставалось всегда больше давления парообразования жидкости при данной ее температуре (давления насыщенных паров).
Составим уравнение для давления реальной жидкости в период всасывания. Движение будет неустановившимся. В дифференциальном виде оно будет иметь вид
|
п об/мин |
Ф |
|
40—80 |
2,5—2,0 |
|
80—150 |
2,0—1,2 |
|
150—350 |
1,2—0,5 |
В этом уравнении первый член представляет изменение полной удельной энергии на единицу длины пути I, которая затрачивается на преодоление силы инерции dvldt и вредных гидравлических сопротивле-S
ний. Нужно иметь в виду, что iw следует рассматривать как символ, не являющийся непрерывной функцией.
Из уравнения (4.6) можно видеть, что минимальное давление под поршнем будет в начале его хода, т. е. при х = 0:
После интегрирования и суммирования уравнения (4.4), решая его относительно давления жидкости под поршнем ра в период всасывания, получим:
Зная, что для приводного насоса
уравнение (4.5) может быть приведено к виду:
или
Это давление должно быть больше давления парообразования жидкости ра min рп.
Кавитационный запас для насоса
Приравняем правые части уравнений (4.7) и (4.8) и решим это уравнение относительно частоты вращения п:
Уравнение (4.9) можно решить относительно геометрической высоты всасывания:
откуда
тогда
Отсюда
Для случая, когда сечение всасывающего трубопровода постоянно, инерционный член уравнения (4.6) можно преобразовать так:
В свою очередь, сечение трубопровода Ав = Q/vB, где Q = Апгсо — максимальная подача насоса;
ив — скорость жидкости во всасывающем трубопроводе. Тогда
Подставляя значение инерционного члена из (4.10) в формулу (4.9), можно получить выражение для частоты вращения:
Кавитационный запас определяют на основании кавитационных испытаний насоса. Средняя скорость жидкости в приемном патрубке насоса vB № 1 м/с.
Таким образом, полученные зависимости показывают взаимосвязь между частотой вращения, геометрической высотой всасывания и длиной всасывающего трубопровода насоса и позволяют правильно их выбрать при известных р0; /гвк; рп; Н Q и Л/г.
4.8. Некоторые конструкции поршневых насосов
На рис. 4.12 изображен продольный разрез вертикального сдвоенного парового поршневого насоса ПНП-2. Насос состоит из блока жидкостных цилиндров с диаметром 175 мм и блока паровых с диаметром 210 мм. Ход поршней 195 мм. Габаритные размеры насоса: длина — 785 мм, ширина 655 мм и высота 1700 мм. Его масса — 685 кг.
Основные технические характеристики: подача 20—52 м3/ч, давление нагнетания 2 МПа, вакуумметрическая высота всасывания при подаче воды с температурой до 30 °C 6 м водяного столба, а при перекачивании нефтепродуктов — 4 м. Число двойных ходов поршня 120 в мин.
Продольный разрез плунжерного электронасоса Т-15/120 представлен на рис. 4.14. Насос горизонтальный трехплунжерный, одностороннего действия. Предназначен для подачи смолы, воды. Все цилиндры насоса, три всасывающих и три нагнетательных клапана размещены в одном блоке. Приводная часть находится внутри станины. На ней смонтирован электродвигатель. Станина и блоки цилиндров соединены с помощью сальниковой коробки, имеющей охлаждение. Вал электродвигателя с ведущим валом 8 связан при помощи клиноременной передачи. Передача вращения от вала 8 к коленчатому валу насоса 11 осуществляется через косозубые шестерни 9 и 10. Смазка узлов трения производится от шестеренного насоса, приводимого в действие коленчатым валом.
или, для длины всасывающего трубопровода,
Сопротивление всасывающего клапана в зависимости от напора Н насоса может составлять:
Его основные технические данные. Подача 15 м3/ч, давление нагнетания 2 МПа, ваку-умметрическая высота всасывания 6 м водяного столба при подаче воды с температурой до 30 °C, число оборотов коленчатого вала насоса 150 об/мин, ход плунжера 120 мм, диаметр плунжера 82 мм, число оборотов электродвигателя 735 об/мин, мощность электродвигателя 15 кВт. Габаритные размеры: длина 1760 мм, ширина 1000 мм, высота 1288 мм. Масса насоса с электродвигателем 1500 кг.
Электроприводной поршневой насос ЭПН 63/25 (рис. 4.13)
предназначен для перекачивания пресной и морской воды с температурой до 30 °C, а также темных нефтепродуктов. Насос состоит из гидравлической и приводной частей. В гидравлической части (гидроблоке) расположены четыре всасывающих и четыре нагнетательных клапана. Сбоку гидроблока установлен предохранительный клапан, который при закрытой напорной задвижке перепускает всю подачу насоса из нагнетательного канала во всасывающий при давлении 0,48 МПа (4,8 кгс/см2). В приводной части, в двух конических роликоподшипниках установлен кривошипный вал с насаженным на него зубчатым колесом, сцепляющимся с червяком. Движение от вала передается
ползунам и далее поршням. Штоки поршней уплотняются мягкой набивкой ХБП (хлопчато-бумажной прографиченной).
Технические данные насоса следующие: подача 83 м3/ч; давление нагнетания 0,25 МПа (2,5 кгс/см2); вакуумметрическая высота всасывания 7 м; число двойных ходов поршня в минуту 100; диаметр поршня 160 мм; ход поршня 160 мм; к. п. д. 80 %; потребляемая мощность 8,7 кВт; мощность электродвигателя 12 кВт; частота вращения вала двигателя 1500 об/мин, масса насоса 1328 кг.
