Что такое центробежный насос?

Что такое центробежный насос?

Центробежный насос — это тип насоса, который имеет рабочее колесо, похожее на рабочее колесо, внутри корпуса насоса. Корпус имеет форму спирали и также называется спиральным насосом.

Жидкость поступает в рабочее колесо через всасывающее отверстие в центре и выталкивается наружу с высокой скоростью центробежным действием вращения. Проходя через спиральную камеру, она постепенно замедляется и преобразуется в давление.

Существует два типа центробежных насосов: одноступенчатые с одним рабочим колесом и многоступенчатые с двумя или более рабочими колесами. Многоступенчатый тип увеличивает давление с каждой ступенью и используется, когда требуется высокое давление.

Применение центробежных насосов

Центробежные насосы часто используются, когда требуется высокая скорость потока и низкое давление. Они широко используются в промышленных приложениях, таких как дренаж, подача воды в котельную, водоснабжение и канализация, горнодобывающая и химическая промышленность. Они также используются в сельском хозяйстве, например, для орошения, а также для подачи воды и дренажа кондиционеров.

Центробежные насосы часто используются для относительно низковязких растворов с объемной концентрацией твердых частиц в жидкости 20% или менее. Те, у которых улучшенная форма лопастей и материалы для устойчивости к износу и коррозии, используются для транспортировки мутной воды, сточных вод, шламов и смесей пульпы, песка и гравия, угля и других жидкостей. Кроме того, за счет уменьшения количества лопастей и увеличения площади пути потока их можно использовать для транспортировки рыбы, апельсинов и т. д. вместе с водой.

Принцип работы центробежного насоса

Центробежные насосы используют центробежную силу для передачи энергии давления и скорости жидкости путем вращения рабочего колеса в корпусе. Затем оно замедляется в корпусе в форме спирали, и энергия скорости преобразуется в энергию давления. Это явление известно как теорема Бернулли.

Существует два типа импеллеров: радиальная форма потока с двухмерной изогнутой поверхностью, в которой жидкость течет в радиальном направлении, и смешанная форма потока с трехмерной изогнутой поверхностью, которая изменяется от осевой к радиальной пошаговым образом. Это важный элемент для эффективного преобразования энергии скорости в давление.

Корпус установлен так, чтобы образовать спиральную камеру снаружи рабочего колеса. Поскольку площадь поперечного сечения постепенно увеличивается в направлении вращения, высокоскоростная жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса центробежной силой, постепенно замедляется, а давление (статическое давление) увеличивается.

Существует предел давления, которое может быть создано одним рабочим колесом. Если требуется более высокое давление, используется многоступенчатый насос. В многоступенчатом насосе жидкость, выходящая из первого рабочего колеса, всасывается во второе рабочее колесо для дальнейшего увеличения давления. Это можно повторить несколько раз, чтобы получить высокое давление.

Структура насоса

Конструкция насоса тесно связана с расходом и напором и является важным критерием выбора при выборе насоса. Центробежные насосы состоят из рабочего колеса и спирального корпуса, вала, подшипников, приводной муфты, всасывающей и нагнетательной муфт, уплотнительного устройства вала, а также, при необходимости, манометра, датчика давления и реле давления.

Существуют насосы с невращающимися неподвижными направляющими лопатками, расположенными по периферии рабочего колеса. Они называются диффузорными насосами или турбинными насосами и являются частью семейства центробежных насосов. Механизм похож на механизм центробежных насосов, но жидкость, выходящая из рабочего колеса, эффективно замедляется, проходя через направляющую лопатку, и статическое давление увеличивается, что приводит к повышению общей эффективности.

Другая информация о центробежных насосах

Центробежные насосы и кавитация

Поскольку конструкция насоса предназначена для преобразования жидкости в давление, могут возникнуть проблемы, если в насос попадают газы или если газы образуются внутри насоса. Одной из таких проблем является кавитация.

Кавитация в насосах — это явление, при котором давление жидкости внутри насоса быстро падает, и когда оно достигает давления насыщенного пара, жидкость быстро испаряется. Кавитация в центробежных насосах возникает, когда статическое давление жидкости уменьшается из-за увеличения скорости жидкости, текущей в рабочее колесо, и статическое давление вблизи впускного отверстия падает ниже давления насыщенного пара жидкости.

Повторная кавитация приводит к повреждению рабочего колеса, что приводит к кавитационной эрозии. Также возникают вибрация и шум, а производительность снижается. Это приводит к преждевременному износу и разрушению оборудования не только центробежного насоса, но и труб и клапанов.

Кавитацию можно предотвратить, изменив условия эксплуатации, уменьшив сопротивление на стороне всасывания и улучшив форму и площадь рабочего колеса таким образом, чтобы давление жидкости не опускалось ниже давления насыщенных паров.