Сведения из истории развития насосов


Идея создания устройства для перемещения жидкости возникла в I в. до нашей эры. Первый пожарный насос (ПН) с деревянными ци­линдрами и кожаными поршнями изобрел древнегреческий механик из Александрии Ктесибий за 120 лет до нашей эры. Однако изготовление поршневых ПН в Европе было налажено только в средние века. В Рос­сии первые паровые ПН мощностью 11 кВт начали выпускать в 1863 г. на заводе «Густав Лист».

Идея использования центробежной силы для перемещения жидкости принадлежит знаменитому итальянцу (живописец, скульп­тор, архитектор, ученый, инженер) Леонардо да Винчи. Теорию цен­тробежного насоса разработал выдающийся ученый, швейцарец по происхождению, (математик, механик, физик и астроном) Леонард Эй­лер, продуктивно работавший в Швейцарии, России, Германии после окончания знаменитой математической школы во Франции, получив­шей название "Наполеоновской". Во второй половине XIX в. во многих странах разрабатываются различные конструктивные варианты центро­бежных насосов.

В России в 1840 г. центробежными насосами и вентиляторами занимался инженер Н.А.Саблуков. В 1898 г. В.А.Пушечниковизобрелпервый глубинный центробежный насос.

На первых отечественных пожарных автомобилях ПМЗ-1, ПМГ-1, ПМЗ-2 был установлен центробежный двухступенчатый насос Д-20, выпускавшийся Московским заводом пожарных машин. Позднее на ПМЗ-3, ПМЗ-6 впереди устанавливался консольный одноступенча­тый насос ПД-10, а его модернизированный вариант ПН-1200 - на авто­мобилях ПМЗ-7, ПМЗ-8 и мотопомпах М 1200 и ММ 1200.

В 1949 г. ЦНИИПО разработал двухступенчатый насос с на­правляющим аппаратом

ПН-25А, на котором стационарно устанавли­вался пеносмеситель. Этот насос, а также его модификация ПН-25Б. применялись на автомобилях ПМГ-6, ПМГ-12, ПМЗ-9,

ПМЗ-10.

В 1953 г. на насосном заводе им. Калинина был спроектирован пожарный насос ПН-40, состоящий из двухступенчатого центробежного и водокольцевого вакуумного насоса, смонтированных на одном валу. Он имел пятиходовой кран для изменения вида работы.

В 1955 г. был спроектирован насос ПН-45 для автомеханиче­ских лестниц ЛА, ЛБ и автоцистерны АЦ-45 на шасси МАЗ-205. В этом же году создаются пожарные насосы

ПН-20 и ПН-30 для установки на шасси ГАЗ-51 и ЗИЛ-120. В 60... 70-е годы выпускаются пожарные на­сосы ПН-ЗОКФ и ПН-40У, близкие по конструкции к современным.

Современные ПН имеют несколько ступеней давления, автоматизированные системы водозаполнения и пенообразования, комплект оборудования высокого давления, включающий ствол, специальный напорный рукав, водоосевую рукавную катушку.

 

Классификация насосов

Пожарные насосы, представляющие механические устройства для перемещения огнетушащих веществ и других сред, могут быть раз­делены по принципу действия надинамические и статические (объ­емные). Их классификация приведена на рис.

Из классификации видно, что из насосовдинамического класса распространение в пожарной технике получили лопастные и струйные, а изстатического класса - поршневые и роторные. В настоящее время применяются их разнообразные конструктивные варианты, однако на практике для подачи огнетушащих веществ наиболее часто используют­ся лопастные центробежные насосы первого класса и шестеренные на­сосы второго класса. Газоструйные, шиберные и водокольцевые насосы находят применение в системах водозаполнения, аксиально-поршневые широко используются в гидроприводах агрегатов пожарныхмашинспециального назначения.

 

 


3. Основные параметры насосов

Основными параметрами насосов являются: высота всасыва­ния, высота нагнетания, полный напор, производительность (пода­ча, расход), потребляемая мощность, коэффициент полезного дей­ствия и чистота вращения вала рабочего колеса.

Геометрической высотой всасывания - Нг называется рас­стояние от оси насосадо уровня поверхности воды в водоисточнике.Теоретически геометрическая высота всасывания составляет 10,33 м, практически из-за потерь она не превышает 7- 8 м.

Вакуумметрическая высота всасывания - Нв представляет собой сумму геометрической высоты всасывания и потерь напора на гидравлическое сопротивление во всасывающей линии

Нв = Нг + hвс

где hвc - потери напора на гидравлическое сопротивление во всасы­вающей линии, hвс= hQ2, м;

h - сопротивление всасывающего трубопровода, (с м-3)2 м

Q - расход жидкости, м3 с -1

 

 

 
 

 

 

 


Геометрической высотой нагнетания - Нн называется рас­стояние от оси насоса до наивысшей точки нагнетания.

Манометрическая высота нагнетания - Нм равняется сумме геометрической высоты нагнетания и потерь напора в нагнетательной линии

 

Нм = Нн + hн,

где hн - потери напора в нагнетательной линии, hн = CQ2, м;

С2 - сопротивление нагнетательного трубопровода, (с м-3)2 м .

Полным напором насоса - Н называется напор, необходи­мый для поднятия воды от уровня ее в водоисточнике до высшей точки подъема с учетом всех сопротивлений

Н = Нв + Нм.

Производительностью насоса, подачей или расходом называ­ется количество жидкости, подаваемой насосом в единицу времени.

Различают массовый расход - М (кг с -1) и объемный - Q(м3 с-1). Связь между ними выражается зависимостью

М = р Q, где р - плотность жидкости, кг-м-3.

Существуют два понятия мощности: полезная и потребляемая. Полезной (эффективной)мощностью - Nn называется то ко­личество энергии, которое сообщается потоку жидкости в единицу времени

 

Nn=M g H=p g Q H.

 

 

Потребляемой (полной)мощностью - N называется мощ­ность, подводимая к рабочим органам насоса. Потребляемая мощ­ность всегда больше полезной мощности на величину потерь. Эти поте­ри оцениваютсяКПД насоса – hн

hн = Nп / N

КПД насоса равен произведению его гидравлического, объем­ного и механического коэффициента полезного действия т.е.

hн = hг hо hм

Гидравлический КПД характеризует потери жидкости, возни­кающие при преодолении потоком гидравлических сопротивлений внутри насоса. Объемный КПД характеризует затраты энергии на пере­мещение жидкости, проходящей через неплотности и перепускные эле­менты насоса (утечки). Механический КПД характеризует затраты энер­гии на механические потери в подшипниках, втулках, сальниках, при­воде тахометра и т.д.

Частота вращения вала насоса n, измеряемая числом его оборо­тов в минуту (об.мин-1), при установившемся режиме, т.е. при неизмен­ных подаче и напоре, должна быть постоянной.

Кавитация (от лат. Cavitas - пустота),это процесс образова­ния в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, каверн), запол­ненных газом, паром или их смесью. Она возникает в насосе при мест­ном понижении давления в жидкости в результате увеличения ее скоро­сти или повышения температуры. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением, кавитационные пузырьки захлопываются, излучая при этом ударные волны, разрушающие поверхности рабочего колеса и корпуса насоса. Характерными признаками появления кавита­ции является возникновение в насосе на частотах 103…..2 104 Гц шума и повышенной вибрации.

Для предупреждения этого нежелательного явления необходи­мо, чтобы удельная энергия жидкости превышала в несколько раз, удельную энергию (упругость) ее насыщенных паров. Этот избыток удельной энергии жидкости называется надкавитационным напором иликавитационным запасом. Кавитационный запас (напор) ПН должен быть не менее 3 м. На практике для избежания кавитации необ­ходимо оценивать допускаемую кавитационным запасом величину вы­соты всасывания с учетом высоты над уровнем моря, температуры воды и марки насоса. В странах Западной Европы контрольная высота всасы­вания, гарантирующая отсутствие кавитации, составляет 1,5 м.

Надкавитационный напор (запас) можно определитьпо формуле:

 

ΔН=(Р-Рп)/у+ u2 /2g,

где Р - давление жидкости. Па;

Рп)- давление (упругость) насыщенных паров жидкости, Па;

у - удельный вес жидкости, Н-м -3;

u- скорость движения потока жидкости, м-с-1.

 

Часто на практике необходимо оценить максимально допусти­мую высоту всасывания, при которой исключается явление кавитации. Сделать это можно по формуле:

Н мах= (Ро- Рп) / Y - hвс - φ ΔН

где Ро, Рп - атмосферное давление, давление насыщенных паров, Па;

hвс - потери напора во всасывающей линии, м;

ΔН - необходимый надкавитационный напор, м;

φ- коэффициент запаса (1,2-1,4).



Дата добавления: 2021-04-21; просмотров: 327;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.017 сек.