Понимание центробежного насоса

На сегодняшний день в промышленности центробежные насосы являются одним из наиболее часто используемых типов. Он используется для транспортировки жидкости путем преобразования кинетической энергии вращения в гидродинамическую энергию потока жидкости. Эта энергия обычно поступает от двигателя или электродвигателя.

Сегодня вы познакомитесь с определением, функциями, приложениями, компонентами, классификациями, типами, историей, схемой и принципом работы центробежного насоса. Вы также узнаете о преимуществах и недостатках, а также о факторах, которые следует учитывать при выборе центробежного насоса.

Что такое центробежный насос?

Как упоминалось во введении, центробежный насос — это механическое устройство, предназначенное для перемещения или транспортировки жидкости посредством передачи энергии вращения от одного или нескольких ведомых роторов, известных как рабочие колеса.

Центробежные насосы являются подклассом динамических осесимметричных рабочих турбомашин. Жидкость поступает во вращающееся рабочее колесо вдоль его оси и выбрасывается под действием центробежной силы по его окружности через концы лопастей рабочего колеса. Эффективность крыльчатки увеличивает скорость и давление жидкости, которые также направляют ее к выпускному отверстию насоса.

В конструкции центробежного насоса корпус способен пережимать жидкость на входе в насос. Он направит его в рабочее колесо, а затем замедлит и регулирует поток жидкости перед выпуском.

Первая машина, считающаяся центробежным насосом, была предназначена для подъема бурового раствора. Он появился в начале 1475 года в трактате итальянского инженера эпохи Возрождения. Настоящий центробежный насос был разработан в конце 17 ^го века, когда Денис Папен построил его с прямыми лопастями. В 1851 году Джон Аппольд, британский изобретатель, представил версию с изогнутой лопастью. Это краткая история центробежного насоса.

Функция центробежного насоса предназначена для более высоких потоков и перекачивания жидкостей с более низкой вязкостью. Он делает это до 0,1 сП. в большинстве химических

Применение центробежного насоса

На большинстве химических заводов 90% насосов являются центробежными. Хотя есть ряд применений, для которых предпочтительнее объемные насосы. Ниже приведены некоторые области применения центробежных насосов.

1. Центробежный насос часто используется на нефтяных и энергетических заводах. Он используется для перекачивания сырой нефти, шлама, бурового раствора и т. д. Он также используется на нефтеперерабатывающих заводах и электростанциях.
2. Индустрия противопожарной защиты также успешно использует этот насос в системах отопления и вентиляции, а также для питания котлов. он используется в системах повышения давления и противопожарных спринклерных системах.
3. Применения центробежных насосов широко в управлении отходами, сельском хозяйстве и производстве. Очистные сооружения, коммунальное хозяйство, водоотведение, переработка газа, ирригация и защита от наводнений.
4. Этот насос также использовался в фармацевтической, химической и пищевой промышленности. Работает с красками, углеводородами, нефтехимией, переработкой сахара, производством продуктов питания и напитков, целлюлозой.
5. Наконец, в различных отраслях промышленности, включая обрабатывающую, промышленную, химическую, фармацевтическую, пищевую, аэрокосмическую и т. д., центробежные насосы используются для криогеники и хладагентов.

Основные компоненты центробежного насоса

Ниже приведены основные компоненты центробежного насоса.

Крыльчатка

На приведенной ниже схеме показана полная схема различных рабочих колес, включая открытое, полузакрытое и закрытое рабочее колесо. Это колесо или ротор с серией загнутых назад лопастей или лопастей. Он установлен на валу, который питается от внешнего источника энергии. Этот внешний источник передает энергию жидкости рабочему колесу, которое заставляет его вращаться.

Корпус

Корпус является еще одной важной частью центробежного насоса. Это труба, которая соединена на верхнем конце с входом насоса по направлению к центру рабочего колеса. Эта часть также известна как глаз. В двухконцевом реакционном насосе к проушине с обеих сторон подсоединены две всасывающие трубы. Жидкость поднимается через нижний конец, погружаясь в него. Этот нижний конец вставляется в донный клапан и сетчатый фильтр. В центробежных насосах обычно используются три типа корпуса:спиральный корпус, вихревой корпус и корпус с направляющими лопастями.

Канал доставки

Нагнетательный патрубок монтируется на нижнем конце выходного отверстия насоса. Он подает жидкость на необходимую высоту. Рядом с выходом насоса на напорной трубе находится клапан. Этот клапан регулирует поток от насоса в напорную трубу.

Всасывающая труба с донным клапаном и сетчатым фильтром

Всасывающая труба соединена с входом рабочего колеса, а другой конец погружен в источник жидкости. На конце трубы имеется обратный клапан и сетчатый фильтр. Этот донный клапан представляет собой односторонний клапан, который открывается вверх. Фильтр используется для фильтрации нежелательных частиц, присутствующих в жидкости, чтобы предотвратить засорение центробежного насоса.

Схема центробежного насоса:

Классификация и типы центробежных насосов

Ниже приведены классификации центробежных насосов и их типы:

Классификация по количеству рабочих колес в насосе:

1. Одноступенчатый насос
2. Двухступенчатый насос
3. Многоступенчатый насос

На основе ориентации разделения регистра:

1. Аксиальный разъемный насос
2. Насос с радиальным разъемом

В зависимости от типа конструкции рабочего колеса

1. Одиночный всасывающий насос
2. Насос двойного всасывания

В зависимости от типа улитки

1. Насос с одной улиткой
2. Двойной спиральный насос

В зависимости от того, где находится опора подшипника

1. Выступ
2. Между опорами

В зависимости от ориентации вала

1. Горизонтальный насос
2. Вертикальный насос

На основе соответствия отраслевым стандартам

1. Насос ANSI – (Американский национальный институт стандартов)
2. Насос API  – (Американский институт нефти)
3. Насос DIN — спецификации DIN 24256
4. Насос ISO — спецификации ISO 2858, 5199
5. Ядерный насос — спецификации ASME (Американское общество инженеров-механиков)

Принцип работы

Как упоминалось ранее, центробежные насосы используются для индуцированного потока или подъема жидкости с низкого на высокий уровень. Его работа очень проста и может быть легко понята, потому что у него очень простой механизм. Центробежный насос преобразует энергию вращения, которая часто получает мощность от двигателя. Затем эта энергия используется для перемещения жидкости.

В центробежном насосе есть две важные части, отвечающие за преобразование энергии. Этими деталями являются крыльчатка и корпус. Ранее рабочее колесо объяснялось вращающейся частью насоса и воздухонепроницаемым каналом, окружающим рабочее колесо.

При работе центробежного насоса жидкость попадает в корпус и попадает на лопасти рабочего колеса. Жидкость капает в глаз крыльчатки. Рабочее колесо приводится в движение тангенциально и радиально наружу до тех пор, пока оно не выйдет из рабочего колеса в диффузорную часть корпуса. Когда жидкость проходит через крыльчатку, она приобретает как давление, так и скорость.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о работе центробежного насоса:

Факторы, которые могут повлиять на производительность центробежного насоса

Ниже приведены факторы, которые могут повлиять на производительность центробежного насоса. Эти факторы необходимо учитывать при выборе центробежного насоса.

Вязкость рабочей жидкости:

Это можно определить как сопротивление сдвигу при приложении энергии. Как правило, центробежные насосы подходят для жидкостей с низкой вязкостью, поскольку перекачиваемое действие создает высокий сдвиг жидкости.

Чистый положительный напор на всасывании (NPSH) и кавитация:

Термин NPSH относится к давлению жидкости на стороне всасывания насоса. Это помогает определить, достаточно ли высокое давление, чтобы избежать кавитации. Кавитация — это образование пузырьков или полостей в жидкости, которые образуются в областях относительно низкого давления вокруг рабочего колеса. Это может привести к серьезному повреждению рабочего колеса и снижению скорости потока/давления. Доступный чистый кавитационный запас (NPSHA) должен быть больше, чем требуемый чистый кавитационный запас насоса (NPSHR).

Давление паров рабочей жидкости:

Под словом давление паров рабочего тела понимается давление при данной температуре. Это давление, при котором жидкость превращается в пар. Это необходимо определить, чтобы избежать кавитации. Кроме того, повреждение подшипников вызвано работой всухую, когда жидкость испаряется.

Рабочая температура и давление:

Это еще один фактор, который необходимо учитывать при эксплуатации насоса. Например, для высокотемпературной перекачки могут потребоваться специальные прокладки, уплотнения и монтажные конструкции. Кроме того, в условиях высокого давления может потребоваться правильно сконструированный кожух, удерживающий давление.

Удельная плотность и плотность рабочей жидкости:

Плотность жидкости определяется ее массой в единице объема. Итак, масса жидкости на единицу объема и гравитация жидкости – это отношение плотности жидкости к плотности воды. Это напрямую влияет на входную мощность, необходимую для перекачки конкретной жидкости. Когда центробежный насос должен использоваться с жидкостью, отличной от воды, необходимо учитывать удельную плотность и плотность. Это связано с тем, что вес напрямую влияет на объем работы, выполняемой насосом.

Преимущества и недостатки центробежного насоса

Преимущества:

Ниже приведены преимущества центробежных насосов в различных областях их применения.

• Центробежные насосы хорошо перекачивают большие объемы жидкости, поэтому их часто используют для перекачки воды, химикатов и легкого топлива. Это связано с тем, что часто переводятся большие суммы.
• Простота конструкции, работы и механизма. Центробежный насос не требует клапана и поршня, а их подвижные части минимальны.
• Центробежные насосы сравнительно компактны. с этой концепцией насос не занимает много места. Я думаю, что это одна из причин, по которой центробежный насос широко используется.

Недостатки:

Несмотря на большие преимущества центробежных насосов, все же имеют место некоторые ограничения. ниже приведены недостатки центробежных насосов в различных областях их применения.

• Чистый положительный напор на всасывании (NPSH) системы слишком низкий. Это называется кавитацией.
• Износ крыльчатки, который может усугубляться взвешенными твердыми частицами.
• Свойства жидкости могут вызвать коррозию внутри насоса.
• Низкий расход приведет к перегреву.
• Утечка вдоль вращающегося вала.
• Центробежный насос должен быть заполнен жидкостью, чтобы быть насосом для работы; в противном случае возникает недостаток прайма.
• Нельзя использовать вязкую жидкость
• Всплеск
• Для применения с очень высоким напором центробежный насос не подходит.

Заключение

Центробежный насос - это отличный насос, который широко используется сегодня, он предлагает множество преимуществ, хотя некоторые ограничения все еще проявляются. Тем не менее, насос по-прежнему является лучшим выбором для перекачки в различных областях. он работает с использованием корпуса и крыльчатки. В этой статье мы рассмотрели определение, области применения, функции, компоненты, классификации и типы центробежных насосов. Мы также рассмотрели факторы, которые необходимо учитывать при выборе этого насоса. Также обсуждались преимущества и недостатки центробежного насоса.

Надеюсь, вы многому научились из этого поста, если да, поделитесь с другими студентами технических специальностей. Спасибо за чтение! Увидимся в следующий раз.