Способы разгрузки ротора насоса от осевых сил гидродинамического происхождения
Как известно осевая сила направлена навстречу потоку, входящему в рабочее колесо насоса. Осевая сила приложена к рабочему колесу, а через него ко всему ротору насоса. Существуют различные способы устранения осевой силы.
Рассмотрим первоначально способы, связанные с изменением площади основного диска. Здесь площадь переднего дискаизменению не подлежит, поскольку она меньше площади заднего диска, а увеличение ее невозможно, так как это затруднит вход жидкости в рабочее колесо. Осевую силу устраняют путем уменьшения площади основного диска, как это показано на рис.1.10.
а) б)
Рис.1.10. Варианты рабочих колес с укороченным основным диском: а – рабочее колесо с лопастями различной длины; б – рабочее колесо с укороченными лопастями
Способы устранения осевой силы за счет изменения давления, действующего в зазорах между передним и задним дисками и корпусом более многообразны. Самый простой, но неэкономичный способ - применение сверления в основном диске (рис.1.11). За счет сверлений зазор между задним дисками и корпусом становится сообщающимся с входом в рабочее колесо, где действует самое низкое давление в насосе.
Рис.1.11. Устранение осевой силы с помощью сверлений в основном диске
В этом случае достигается полная разгрузка ротора от осевой силы. Неэкономичность этого способа заключается в том, что через сверления постоянно движутся потоки навстречу основной массе жидкости, входящей в рабочее колесо насоса, что снижает гидравлический и общий к.п.д. насоса.
|
|
Еще один недостаточно экономичный способ разгрузки ротора от осевых сил гидродинамического происхождения приведен на рис.1.12.
Рис.1.12. Разгрузка ротора посредством радиальных ребер на внешней стороне основного диска рабочего колеса
Разгрузка ротора в этом случае достигается за счет того, что при вращении рабочего колеса в очень малых по величине зазорах между ребрами 1 и корпусом насоса создается интенсивное вращательное движение жидкости, то есть движение с достаточно большой кинетической энергией. Это приводит к снижению потенциальной энергии в данном зазоре, а именно к снижению давления.
При рабочих колесах с двухсторонним входом жидкости (рис.1.1, б) с левой и с правой стороны колеса располагаются диски с абсолютно равной площадью их внешней поверхности. Одновременно с этим, давления в зазорах равны. Это приводит к полной разгрузке ротора.
Вариант разгрузки ротора с помощью щелевого уплотнения между основным диском и корпусом насоса представлен на рис.1.13.
Рис.1.13. Разгрузка ротора с помощью щелевого уплотнения между основным диском и корпусом насоса
|
|
В зазоре между основным диском и корпусом насоса происходит постоянное течение жидкости, поскольку в концевых уплотнениях намеренно создаются утечки. Щелевое уплотнение для этого потока жидкости представляет значительное местное сопротивление. Поэтому в области между щелевым уплотнением и валом насоса создается давление, заметно меньшее того давления, которое было там до установки уплотнения. В результате, общее давление на внешнюю поверхность основного диска становится меньше и сила, действующая справа налево также уменьшается.
Вариант разгрузки ротора с помощью разгрузочного диска показан на рис. 1.14. Разгрузочный диск 3 помещается в специальной камере (разгрузочной камере), находящейся за основным диском рабочего колеса последней ступени насоса и перед концевым уплотнением. Диск жестко крепится к валу насоса и разделяет упомянутую камеру на две полости 1 и 2. При этом между диском и корпусом камеры (слева от диска 3 на рис.1.14) существует очень малый зазор.
Рис.1.14. Разгрузка ротора насоса с помощью разгрузочного диска
Под воздействием давления в корпусе насоса жидкость из полости 1 перетекает в полость 2, при этом преодолевает зазор между диском 3 и корпусом разгрузочной камеры.
|
|
Данный зазор в виду его малости имеет значительное гидросопротивление. Поэтому в нем теряется большая часть давления и в полости 2 давление оказывается меньше, чем в полости 1. На диск 3 с разных сторон его начинает действовать различное давление. Поскольку давление в полости 1 выше, то это приводит к тому, что на диск 3 действует результирующая сила f направленная слева направо. Диаметр разгрузочного диска 3 и зазор между ним и корпусом разгрузочной камеры рассчитываются такими, чтобы сила fравнялась силе F, являющейся результирующей силой, действующей на рабочее колесо насоса. Силы f и Fимеют противоположное направление. Поэтому при их равенстве происходит полная разгрузка ротора от осевых сил гидродинамического происхождения.
Содержание лабораторной работы
Цель лабораторной работы:
Изучение существующих конструкций центробежных насосов.
Содержание лабораторной работы:
1.Изучение теоретических основ настоящего раздела методических указаний
2.Проведение классификации насосов, представленных в разделе 1.3 настоящих методических указаний по следующим признакам:
а) конструкция рабочего колеса насоса;
|
|
б) расположение рабочего колеса на валу насоса относительно опор ротора;
в) расположение оси ротора насоса в пространстве;
г) количество ступеней в насосе;
д) конструкция корпуса насоса;
е) тип концевого уплотнения насоса;
ж) наличие и способ разгрузки ротора насоса от осевых сил гидродинамического происхождения;
з) тип подшипников насосов по воспринимаемой ими нагрузке;
и) тип подшипников по виду трения в них.
Дата добавления: 2015-12-16; просмотров: 29; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!