НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ, ДИФФУЗОР И СПИРАЛЬНЫЙ ОТВОД, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ, РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ

  

Вся электронная библиотека >>>

 Насосы и компрессоры >>>

  

 

 Насосы и компрессоры


Раздел: Техника

 

§ 7. НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ, ДИФФУЗОР И СПИРАЛЬНЫЙ ОТВОД, ИХ НАЗНАЧЕНИЕ, РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ

  

Каналы, подводящие жидкость с определенной скоростью к рабочему колесу, именуют подводами. К ним предъявляются специфические конструктивные и гидромеханические требования. Конструкция подводов должна обеспечивать осесимметричный поток жидкости к колесу с равномерным распределением скоростей с таким расчетом, чтобы создавалось установившееся относительное движение в проточной части рабочего колеса. Гидравлические потери на входе должны быть минимальными, поэтому диаметр всасывающего трубопровода делают большего размера, чем напорного. Во входном патрубке диаметр делают меньше, чем во всасывающем трубопроводе, чтобы скорость «жидкости в нем возрастала на 15—20% и была равной или близкой скорости относительного движения потока в рабочем колесе. Потери во всасывающем трубопроводе при этом становятся минимальными. Часто к подводам предъявляются требования предварительной закрутки потока при входе в колесо. Подводы конструктивно выполняются следующих видов: конический прямой патрубок (конфузор), применяемый в насосах консольной конструкции. Этот подвод наиболее целесообразен с точки зрения формирования осесимметричного потока при входе в рабочее колесо;

коленообразный входной патрубок. Хотя он и не обеспечивает осесимме- тричного и равномерного потока, однако конструктивно прост и часто применяется в насосах;

спиральный входной патрубок. Этот тип подвода имеет наибольшее распространение. В кольцевой части патрубка при входе потока в колесо целесообразна постановка радиального ребра, препятствующего созданию осевого вихря на входе в колесо.

Конструктивно необходимо обеспечить минимальные размеры, простоту изготовления. Внутренние поверхности каналов должны быть хорошо обработаны.

Проведенные испытания центробежных насосов различных конструкций показывают, что форма подводов мало влияет на кавитационные и напорные характеристики. Изменение этих параметров для различных форм подвода находится в пределах ±2,5—3%.

В многоступенчатых насосах с лопаточными отводами подвод потока к колесу производится переводными каналами. Скорость в них принимается равной 0,8—0,85 скорости входа в колесо.

Каналы в корпусе насоса, предназначенные для сбора жидкости, выходящей из рабочего колеса и преобразования кинетической^энергии потока в энергию давления, называют отводящими устройствами. Отводящие устройства снижают скорости потока от 50—100 м/с на выходе из колеса до 6—12 м/с в напорном патрубке. Если не обеспечить плавности перехода скоростей иа рабочего колеса в напорный патрубок, то при работе насоса могут возникнуть большие гидравлические потери и гидравлические удары, опасные для напорных трубопроводов.

Отводящие устройства должны осуществлять следующие функции: преобразование кинетической энергии потока жидкости, выходящей из рабочего колеса, в потенциальную в условиях уменьшения скоростей (течение в диффу- зорном канале); \

сбор жидкости, выходящей нерабочего колеса, направление ее- к выходному патрубку или колесу следующей ступени;

изменение момента скорости по контуру, охватывающему колесо (циркуляцию по контуру.

Спиральные и кольцевые отводы, называемые боковыми (так как отводят жидкость от оси в бок), выполняют только две первые функции отводов. Спиральный отвод ( 2.11) выполняется в виде спирального канала,, площадь сечения которого постепенно нарастает (сечения 1—8), и диффузора.

Отводы в виде направляющих аппаратов— осевые отводы, отводяшие- жидкость от одного колеса и подводящие вдоль оси к следующему, осуществляют все функции отводов.

На протяжении длительного времени рабочее колесо считалось основным рабочим органом насоса, полностью определяющим все его энергетические качества. Однако в последние годы во ВНИИГидромаш профессором С. С. Рудневым совместно с сотрудниками проведены исследования, результаты которых радикально изменили взгляд на отвод как на второстепенное устройство насоса.. Ими показано, что отвод имеет не меньшее значение, чем рабочее колесо. И если рабочее колесо определяет энергию, передаваемую жидкости от привода, то отвод в значительной степени обусловливает гидравлические потери и, стало* быть, гидравлический к. п. д. насоса и оптимальный режим его работы. Для выяснения роли отвода в работе насоса профессором С. С. Рудневым составлен баланс энергии центробежного насоса по экспериментальным данным с подразделением потерь на гидравлические, возникающие при движении жидкости по всей проточной части — подводу, рабочему колесу и отводу, объемные и ме

ханические. На основе баланса мощности показано, что механические и объемные потери не имеют минимума, их относительное значение уменьшается с увеличением подачи насоса. Гидравлические же потери в насосе имеют минимум в онределенной зоне "подач. Следовательно, только гидравлический к. п. д. имеет максимум. ,

В исследованиях показано, что потери напора в колесе и подводе с увеличением подачи растут, не имея минимума; потери^ напора в отводе при подаче,, близкой к оптимальной, имеют -минимум; при подачах, отличных от оптимальных, потери в отводе быстро растут, зачастую превышая потери в колесе. Зона минимальных потерь в отводе является зоной максимального гидравлического к. п. д. насоса.

Таким образом, именно отвод определяет оптимальный режим насоса.

Рассмотрим «свободный поток» в отводе (см.  2.11), ограниченном только боковыми стенками в виде поверхности вращения. Выделим меридианными сечениями ажЪ элемент струйки сечением А/. Применив к выделенному объему уравнение моментов количества движения относительно оси насоса, можно показать, что в свободном потоке момент внешних сил, приложенных к поверхности струйки, равен нулю. На частицы жидкости не действуют никакие силы, момент количества движения частиц и момент скорости постоянны.

Лопаточные отводы нашли широкое применение в конструкциях насосов высокого давления, в основном во многоступенчатых насосах. В насосе 5МС-7 х X 10 (см.  2.3) роль лопаточного отвода выполняет направляющий аппарат. В лопаточных отводах происходит увеличение энергии давления из-за снижения кинетической энергии вращательного движения частиц жидкости. Лопаточные отводы рассчитывают по методу А. А. Ломакина или К. Пфлейдерера.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Насосы и компрессоры

 

Смотрите также:

 

ЛОПАСТНЫЕ НАСОСЫ. Схемы устройства и принцип действия лопастных...

Спиральная камера (отвод) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок
отводом жидкость, прежде чем попасть в спиральную камеру, проходит через систему неподвижных лопаток, образующих особое устройство, называемое направляющим аппаратом.

 

НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ. Для больших вентиляторов их выполняют...

В радиальном направляющем аппарате направляющие лопатки установлены вне входного патрубка, и поток подводится к ним не в осевом, а в радиальном направлении по спиральной входной коробке.

 

...отводы, тройники и крестовины вентиляционные, переходы, диффузоры...

Пром-сть изготовляет фасонные части определ. размеров, установл. нормами, круглого и прямоугольного сечений. Это — отводы, тройники и крестовины вентиляционные, переходы, диффузоры и конфузоры.

 

МОНТАЖ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ. Вентиляционное оборудование...

Фасонные части предназначены для соединения участков вентиляц. сети разл. диаметров или сечений (переход, конфузор, диффузор) и для изменения направления движения воздуха в вентиляц. сети (отвод, полуотвод, утка, тройник вентиляционный, крестовина вентиляционная и...

 

...камеры безнапорные открытые и напорные кожуховые, спиральные

Спиральная Т. к., в зависимости от величин скоростей воды в ней, охватывает направляющий аппарат и статор турбины либо по всей ее окружности (при средних и высоких напорах), либо по ее части (при низких напорах).

 

ОТВОД. В системе отопления отводы из трубы

ОТВОД. — плавно изогнутый отрезок трубопровода или воздуховода системы отопления или вентиляционной системы, предназнач. для изменения направления движения теплоносителя воздуха под углом 90 .

 

Направляющие аппараты для регулирования подачи и давления...

Направляющий аппарат крепится к фланцу входного отверстия вентилятора. Проходя через направляющий аппарат, воздух закручивается лопатками в сторону вращения рабочего колеса вентилятора тем больше, чем больше угол поворота лопаток.