Устройство центробежного насоса

Центробежный насос состоит из нескольких ключевых элементов:

• Лопастное колесо;
• Направляющий аппарат;
• Корпус с отводом в форме спирали;
• Привод;
• Уплотнения (подвижные и неподвижные).

Вода попадает на направляющий аппарат, который создает условия, необходимые для всасывания. Далее вода всасывается на лопастное колесо, которое увеличивает динамическую составляющую и наделяет жидкость энергией. Поток, который выходит из лопастного колеса, замедляется о спиральный отвод, из-за чего динамическая энергия переходит в статическую, увеличивая тем самым давление жидкости.

В многоступенчатом насосе этот цикл повторяется много раз подряд, из-за того, что внутри его конструкции находится целая цепь лопастных колес и направляющих.

Подобная конструкция насоса позволяет получить высокое давление при маленьких габаритах устройства.

На левом изображении находится направляющий аппарат и лопастное колесо, на правом – отдельно лопастное колесо.

Принцип работы центробежного насоса

Центробежный насос работает по следующему принципу:

• Лопастное или рабочее колесо, вращаясь создает центробежную силу, за счет которой выбрасывает воду в трубопровод через направляющий аппарат.
• При уходе жидкости создается вакуум, который способствует всасыванию воды к лопастному колесу из приемного резервуара.

Проще всего разобраться в принципе работы насоса на примере простого кухонного миксера.

1 резервуар

2 вертикальный цилиндр

3 вал с лопастями

Если погрузить цилиндр (чашу миксера) в воду, при запуске поверхность воды будет иметь форму параболы, понижаясь в центре ниже уровня воды, и поднимаясь у стенок выше этого уровня.

Закон Паскаля гласит: давление пропорционально высоте столба жидкости.

В случае с миксером – минимальное давление будет в нижней точке уровня воды в его центре, а максимальным – у стенок. Из-за разницы атмосферным давлением, и давлением внутри миксера осуществляется перекачивание жидкости.

По сути – это простейший пример насоса, работающего по центробежному принципу.

В этом импровизированном «насосе» есть высота всасывания Hs, а также напор Hd. Насос перекачивает некоторый объем жидкости, обозначенный буквой Q на высоту H, расходуя мощность P.

Наблюдая подобную модель центробежного насоса, делаем выводы:

• Камера нагнетания не отделена от камеры всасывания, а значит в насосе отсутствует разделитель сред;
• Поток жидкости, который проходит через насос, должен быть постоянным;
• При снижении мощности, снижается производительность и снижается высота.

Если задействовать измерительные приборы, будут получены следующие результаты:

1. Число оборотов прямо пропорционально производительности

2. Высота пропорциональна квадрату числа оборотов;

3. Мощность пропорциональна кубу числа оборотов.

Приведенные формулы могут понадобиться при выборе числа оборотов вала насоса, а также для расчета насоса, частота вращения которого является переменной.