высота столба смеси в подъемной трубе будет достиг верхнего конца этой трубы или несколько превышать Столб воды в обсадной трубе будет выдавливать be столб легкой смеси в подъемной трубе. При ударе об бойный конус 3 смесь выделяет воздух; вода, освоб( денная от воздуха, собирается в резервуаре 4. Таким o6j зом производится подъем жидкости на высоту Яг.

1.5. Подача и напор объемных и динамических машин

Подача и напор машин для перемещения жидкости \i газа определяются в основном конструкцией машин и ч{ ростью движения ее рабочих органов, но зависят такж(

от гидравлических свойств

10000

1 10 100 1000 S,M/4

Рис. 1.11. График подач и иа-лоров водяных насосов различных типов

стем, в которые машины вк.1 чены.

Поршневые и роторные шины конструктивно прис соблены для создания высо напоров; подача их, определи мая размерами их рабочих ганов, может быть очень лой. Это машины малых дач и высоких напоров.

Лопастные центробежи] машины, как будет показа ниже, перекрывают обла значительных подач при шщ ком диапазоне развиваем напоров.

Машинами, развивающими малые напоры и наибол шие подачи, являются осевые.

Вихревые машины занимают промежуточную облас между центробежными и поршневыми.

Представление о подачах и напорах разных типов сосов, работающих на воде, дает график рис. 1.11, постр енный в логарифмической сетке координат на ochoJ обследования выполненных конструкций насосов общеп! мышленного назначения. Отдельные уникальные констру ции насосов выполнены с параметрами, выходящими пределы этого графика.

Рабочие параметры различных машин для перемешен! газов указаны в § 10.1.

Определение этих терминов дается в ГОСТ 17398-72 Haco(i Термины и определения . См. также § 2.1.

I 6 Области использования различных машин

Наибольшее распространение в народном хозяйстве поили лопастные насосы. Создаваемый ими напор может Превышать 3500 м, а подача - 100 ООО м/ч в одном агре-

В теплоэнергетических установках для питания котлов, дачи конденсата в системе регенеративного подогрева дитательной воды, циркуляционной воды в конденсаторы L pgH, сетевой воды в системах теплофикации применяются центробежные насосы.

В последнее время в связи с ростом мощности паровых крбин в конденсационных установках иногда применяют севые насосы.

Центробежные и струйные насосы применяются на ТЭС системах гидрозолоудаления. Струйные насосы используются для удаления воздуха I1J конденсаторов паровых турбин и в абонентских теплофикационных вводах в качестве смесителей прямой и об-)атной воды.

Эрлифты иногда употребляют на ТЭС для подъема во-щ из буровых скважин основного или резервного хозяйст-енного водоснабжения.

Из объемных насосов в теплоэнергетике применяют Поршневые насосы для питания паровых котлов малой па-кюпроизводительности и в качестве дозаторов реагентов 1я поддержания требуемого качества питательной и котловой воды крупных котлов. Роторные насосы употребля-ртся на электростанциях в системах смазки и регулирова-!ия турбин.

В технологическом цикле АЭС применяются центробеж-1!ые насосщ специальных конструкций обычного и герме-Рнчного исполнений.

Еще более широко насосы всех видов применяются на Промышленных предприятиях, в сельском хозяйстве и для эдоснабжения городов. Центробежные насосы работают промышленности в системах хозяйственного и технического водоснабжения, а также для подачи различных рас-рворов и реагентов в технологических схемах производств. Рчень широко применяются струйные и центробежные на-рсы в строительной и угольной промышленности при гидромеханизации разработки грунтов и при гидравлическом способе добычи угля. В торфяной промышленности лопаст-рыми насосами пользуются для разработки залежей-торфа подачи смеси торфа с водой. Центробежные, струйные

насосы, газлифты и пневматические установки применг ся-для различных целей в легкой, химической, пищев(; нефтяной промышленности. За последние годы шире применение получили центробежные насосы в трубопров ных системах транспорта воды и нефти на дальние рас яния. Следует отметить, что все системы коммуналь водоснабжения основаны на использовании лопас! (центробежных) насосов.

В сельском хозяйстве для водоснабжения животно ческих ферм применяются в основном центробо; скважиниые насосы. В крупных, водопроводных систо поливного земледелия используют центробежные насов большой, подачей.

Широко распространены в народном хозяйстве paaj ные машины для сжатия и перемещения воздуха и tlj ческих газов. Центробежные и осевые вентиляторы 6q ших подач и значительных напоров применяются в кач ве дымососов и для подачи воздуха в топки котлов, обширное вентиляционное хозяйство промышленных п* приятии и гражданских сооружений основывается на \\ менении центробежных вентиляторов низких и средних поров.

Центробежные компрессоры с паровым и электричеср приводом являются основным видом компрессорных Mai в металлургическом и коксохимическом производств здесь они служат для подачи дутьевого воздуха и газов основных или побочных продуктов технологического цир Эти машины получают распространение в системах да] него газоснабжения. Осевые компрессоры широко испс зуются в газотурбинных установках. Поршневые комнг соры применяются в металлообрабатывающей и маш) строительной промышленности для сжатия возд5 приводящего в действие пневматический инструмент и nf сы. В химической промышленности газовые многоступер* тые компрессоры используются в циклах синтеза химк ких продуктов при высоком давлении. В последнее bj: сжатый воздух, получаемый от поршневых KOMnpeccoj находит применение в текстильной промышленности энергоноситель для проведения ткацкого процесса.

На ТЭС поршневые компрессоры служат для обд поверхностен нагрева котлов с целью их очистки от лс чих золы и сажи и снабжения сжатым воздухом nneBMaj ческого ремонтного инструмента.

hiABA ВТОРАЯ

-НОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

If Параметры машин, подающих жидкости и газы

Основными величинами, характеризующими работу ма-и н являются подача, напор и давление, ими развивае-лые- Энергия, сообщаемая потоку жидкости или газа машиной, вполне определяется этими величинами и плотностью подаваемой среды. Гидродинамическое и механиче-Uoe совершенство машины характеризуется ее полным

к.пд. .

Подача - количество жидкости (газа), перемещаемое машиной в единицу времени.

Если подачу измеряют в единицах объема, то ее называют объемной и обозначают Q.

Г Системой СИ введена массовая подача М, кг/с, - мас-Ьа жидкости (газа), подаваемой машиной в единицу времени. Очевидно, что

(2.1)

где р - плотность среды, кг/м; Q - объемная подача.

При отсутствии утечек массовая подача одинакова для всех сечений проточной полости машины независимо от рода подаваемой среды. Объемная подача практически одинакова по всей длине проточной полости только в на-эсах и приблизительно одинакова в вентиляторах. В комп-рессорах вследствие существенного повышения давления происходит уменьшение удельного объема газа и объемная подача по длине проточной полости падает.

Б расчетах принято исчислять объемную подачу комп-IpeccopoB при условии всасывания или при нормальных ус-[ловиях, т. е. при параметрах среды 7= 293 К, р= 100 кПа, )=1,2кг/мЗ.

Подача насоса (вентилятора, компрессора) зависит от размеров и скоростей движения его рабочих органов и свойств трубопроводной системы, в которую он включен. По ГОСТ 17398-72 Насосы. Термины и определения давление, развиваемое насосом, определяется зависимо-стью

Р = Рк -Рн+ P+Pg(ZK -u).

(2.2)

где рн и рь - соответственно давления на входе в (начальное) и на выходе из насоса (конечное), Па; плотность среды, подаваемой насосом, кг/м; с и средние скорости потока на входе и выходе, м/с; z и высоты расположения центров входного и выходного НИИ насоса.

Государственный стандарт устанавливает отчетл< понятие напора как величины, связанной с давлением отношением

И = р/{рё).

Такое понятие напора как величины, исчисляемой в е; цах длины, вполне согласуется с основными положен1 гидромеханики.

Перейдем от давлений к напорам, разделив все ч; (2.2) на pg:

с1-с1

+ (Z -Z )..

Полученное равенство определяет полный напор, р ваемый насосом.

Графически уравнение (2.4) поясняется рис. 2.1. Если пренебречь приростом скоростного наг

\2g 2g Г

значение которого в некоторых случаях м

лико, то полный напор машины представится только ctj ческой частью его Яст, м:

Рн -Рн PR

+ (z -Z ).

Заметим, что напор физически представляет собой

СОТу столба той жидкости, к потоку которой он OTHOCf

(рис. 2.1).

Напор, развиваемый вентиляторами, выражают ин<: условно в миллиметрах водяного столба. Напомним, напор в 1 мм вод. ст. эквивалентен давлению 9,81 ПаЧ]

Важной величиной, характеризующей насосы и ве? ляторы с энергетической стороны, является их удель полезная работа L , Дж/кг:

Давление, развиваемое вентиляторами, по ГОСТ 5976-73 изм ется в Паскалях.

дставляющая собою работу, получаемую потоком от I абочпх органов машины, отнесенную к I кг массы жидкости (газа).

Работа L, подводимая на вал машины для приведения ее в действие, отнесенная к 1 кг массы подаваемой среды, называется удельной работой машины; она в основном

1 определяет необходимую мощность приводного двигателя машины. Из-за потерь энергии в машине удельная полезная работа машины меньше ее удельной работы.

I Удельная работа компрессоров вычисляется особо в зависимости от вида термодинамического процесса, протекающего в компрессорах (см. § 10.2).

2.2. Мощность м КПД

Рис. 2.1. Полный напор Н, развиваемый насосом

Рабочие органы машины - I лопасти, поршни - работают в потоке и увеличивают его энергию. Для проведения этой работы к валу насоса должна [непрерывно подводиться энергия от двигателя.

Аналогично понятию удельной полезной работы в гид-I ромашиностроенни введены понятия полезной мощности I насоса и мощности насоса.

Полезная мощность машины (насоса, вентилятора) - [работа, сообщаемая машиной в секунду подаваемой среде, определяется соотношением

Лп = Р СЯ/ЮОО = Qp/1000.

(2.7)

Формула (2.7) следует из представления о работе как о произведении силы на длину пути. Действительно, pQg= \~Mv.g=Gc - вес среды, подаваемой машиной в секунду иа высоту Я, м. При этом машина совершает в секунду I полезную работу СсЯ, Вт, сообщаемую подаваемой среде. [Делением на 1000 выражают полезную мощность в киловаттах.

Соотношение (2.7) с учетом (2.6) может быть приведено к виду

7V = ML /IOOO. (2 8)