Принципы конструирования

Лекция 12

1. Конструирование и расчёт центробежных насосов

Принципы конструирования

Центробежные насосы наиболее часто исполь­зуются в нефтепромысловом хозяйстве.

В задании на конструирование насоса указывают его подачу, напор, характеристику перекачиваемой жидкости, функции, вы­полняемые насосом, и дополнительные требования к нему, такие например, как ограничение его габаритов, массы, условия при­менения по климатическим факторам, по размещению.

Функции, выполняемые насосом, определяют некоторые осо­бенности его конструкций, материалы деталей, систему его об­вязки трубопроводами, привод насоса. Так, например, у насоса для отбора жидкости, загрязненной крупными механическими частицами, необходимо предусмотреть широкие проходные ка­налы; для перекачки кислоты – стойкие материалы рабочих ор­ганов и корпуса. Насос передвижных автоцистерн обычно слу­жит для заполнения цистерн, отбора жидкости из них, обслужи­вания других цистерн или агрегатов. Эти функции обусловливают систему обвязки насоса и его привод от ходового двигателя, гид­росистемы или двигателя внутреннего сгорания, установленного на платформе автомашины.

Конструктивная схема собственно насоса определяется воз­можностями его размещения, числом ступеней насоса, одно- или двухпоточной системой рабочего колеса насоса.

Если в результате расчета рабочего колеса его наружный диа­метр D₂ в 2,5÷3 раза больше диаметра D₁ входа жидкости на лопасть по средней струйке жидкости, то выбирают многоступен­чатый насос (рис. 12.1).

При D₂/D₁= (1,4÷1,6) рационально использовать рабочее ко­лесо с двухсторонним входом потока жидкости.

Проверкой коэффициента быстроходности ступени n_S насоса подтверждается необходимость создания центробежного насоса или объемного центробежно-осевого или осевого насоса. При n_S < 0,04 выбирают объемный насос, n_S = 0,25 и более — центробежно-осевые и осевые.

На этапах первичной проработки конструктивной схемы на­соса выполняют необходимые расчеты для определения D₁, D₂ и прочих размеров и параметров. Иногда необходима эскизная про­работка самого насоса и вариантов его установки, сравнение критериев надежности установки при различных вариантах и их экономический анализ.

Таким образом, определяют принципиальную конструктивную схему насоса, его привода и обвязки.

Далее при наличии аналогичного (модельного по критериям подобия) центробежного насоса с него пересчитывают по законам подобия сту­пень проектируемого насоса.

а – меридианное сечение рабочего колеса; б – меридианное сечение ступени насоса (ра­бочего колеса и направляющего аппарата)

Рисунок 12.1 – Конструкция ступени насоса с отводным аппаратом

Возможен расчет нового насоса с использованием опытных материалов и пересчетных коэффици­ентов. Если модельного насоса нет, а расчет по коэффициентам неприемлем, то ступень нового насоса проектируют заново.

При конструктивной разработке центробежного насоса заново можно рекомендовать следующий примерный порядок работы:

1). Расчет проточных каналов рабочего колеса, отвода (или направляющего аппарата) и графическое их изображение.

2). Построение профиля лопаток рабочего колеса и направля­ющего аппарата. Изготовление, испытание и экспериментальная доработка ступени насоса.

3). Графическое изображение насоса в целом, расчет мощно­сти привода, геометрических размеров и прочности элементов насоса (вала, корпуса, радиальных подшипников, осевых опор и пр.).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: