Другие типы насосов

Газлифты

Работа газлифта (эрлифта, если газ – воздух) (рис. 6.40) заключается
в следующем. В нижнюю часть подъемной трубы 1 по специальной газовой трубе 2 подается сжатый газ (воздух). Там образуется смесь жидкости
и газа, которая имеет плотность меньше, чем жидкость . Поэтому смесь поднимается по трубе 1 вверх и в баке 4 освобождается от газа. Таким образом, жидкость из емкости 3 передается в бак 4 на высоту h.

Рис. 6.40. Схема газлифта

Запишем уравнение на уровне ввода газа в трубу 1:

Из этого соотношения определим высоту подъема :

. (6.86)

Отношение можно выразить через газосодержание j.
Как известно:

r_гж = r_гj + r_ж(1 – j)

или, поскольку , то

r_гж » r_ж(1 – j). (6.87)

Решая совместно (6.86) и (6.87) относительно h получим:

h = j/(1 – j)h₀. (6.88)

Из выражения (6.88) следует, что для увеличения высоты подъема жидкости h необходимо повышать газосодержание газожидкостной смеси.

Более точный расчет параметров газлифта требует учета гидравлических потерь при движении двухфазного потока по трубе.

Газлифты обладают небольшим КПД, но просты по устройству
и надежны в работе. Применяются они, главным образом, для подъема кислот и других агрессивных и опасных для машин жидкостей.

Монтежю

Монтежю (рис. 6.41) применяется в основном для подъема
и перекачки агрессивных, взрывоопасных и грязных жидкостей
с помощью сжатого воздуха.

Рис. 6.41. Схема монтежю

Монтежю состоит из герметично закрытого бака 1, установленного ниже питательного бака 2. Жидкость подается в бак 1 через открытый кран самотоком. В это время краны и закрыты, а кран – открыт. После наполнения бака 1 краны и закрываются, а краны и – открываются. Через кран поступает сжатый воздух, и по трубе 3 жидкость транспортируется в бак 4.

Для нормальной работы монтежю в начале трубы должно быть давление, равное:

(6.89)

где h – высота подъема жидкости, Dp – гидравлическое сопротивление нагнетательной трубы 3.

Монтежю имеет очень малый КПД, так как сжатый газ полностью выпускается в атмосферу перед каждым наполнением бака 1.

Монтежю работает периодически.

Струйные насосы

Струйные насосы (рис. 6.42) применяются для всасывания (эжекторы) и нагнетания (инжекторы) жидкостей, а также для их охлаждения или нагревания путем непосредственного смешения с другими жидкостями, парами или газами.

В струйных насосах рабочая жидкость с большой скоростью вытекает из сопла 1 и поступает в камеру смешения 2. Из-за увеличения скорости в сечении I–I давление в нем, согласно уравнению Бернулли, падает, так что возникает разность давлений между питательным баком 4 и сечением I–I.

Рис. 6.42. Схема струйного насоса

За счет этой разницы давлений происходит всасывание жидкости
из бака 4. После смешения перекачиваемой (полезной) жидкости с рабочей эта смесь поступает в диффузор 3, переходящий в напорный трубопровод. В диффузоре скорость потока уменьшается, давление возрастает.

Обозначим параметры рабочей жидкости в соплах как: ; перекачиваемой жидкости перед входом в камеру смешения – ; общего потока на выходе из диффузора – . Определим напоры:

– напор рабочего потока на входе в насос ;

– напор общего потока при выходе из насоса ;

– напор перекачиваемого потока при входе в камеру смешения .

Тогда рабочий напор определится как:

(6.90)

полезный напор:

(6.91)

Зная величину весовых подач рабочей и перекачиваемой жидкостей можно определить КПД струйного насоса h:

(6.92)

где – весовая подача перекачиваемой жидкости, – весовая подача рабочей жидкости, – коэффициент инжекции. КПД струйных насосов низкий (h = 0,20–0,35).

Заметим, что рабочими жидкостями могут быть как капельные жидкости, так и пары и газы.