Действительный напор создаваемый центробежным насосом

Действительный напор, создаваемый насосом, всегда меньше теоретического вследствие ряда причин. Главной из них является потеря напора на преодоление гидравлических сопротивлений внутри насоса, которая учитывается гидравлическим КПД. Кроме того, увеличение потерь напора связано с конечным числом лопастей.

Обычно при рассмотрении теории рабочего колеса центробежного насоса исходят из условия параллельного течения струек в межлопастном пространстве. Такое течение возможно только при бесконечно большом числе лопастей. Так как в действительности число лопастей рабочего колеса является конечным, то фактически струйки жидкости между лопастями не параллельны и это является причиной дополнительного гидравлического сопротивления потоку в межлопастном пространстве. В практике насос с одним рабочим колесом создает действительный напор жидкости 30—50 м. Такое ограничение напора объясняется, главным образом, условиями прочности материала, из которого изготовлено рабочее колесо.

Применение специальных материалов для изготовления рабочих колес может повысить напор, создаваемый насосами. Однако, в производственной практике для создания больших давлений применяют многоступенчатые центробежные насосы.

Они представляют собой последовательно работающие друг за другом рабочие колеса, снабженные направляющими аппаратами и переливными каналами, служащими для направления жидкости из области нагнетания одного рабочего колеса в область всасывания следующего. Все последовательно работающие рабочие колеса многоступенчатого насоса монтируются на одном валу и имеют один всасывающий и один нагнетательный патрубки.

Каждое рабочее колесо с его направляющим аппаратом и переливным каналом образует секцию многоступенчатого насоса. Перекачиваемая жидкость последовательно переходит из одного колеса в другое и выходит в нагнетательный патрубок с напором, пропорциональным числу ступеней или колес. Многоступенчатые насосы именуются по числу ступеней—двух-, трех-и т. д. многоступенчатыми. Часто в условиях производства требуется подавать большие количества жидкости. В этих случаях применяют насосы двухстороннего всасывания, в которых жидкость входит в рабочее колесо с двух сторон, что положительно сказывается на распределении сил, действующих на вращающиеся детали насоса.

Напор, создаваемый центробежным насосом, зависит от типа лопастей рабочего колеса. Большое влияние на создаваемый рабочим колесом теоретический напор оказывает направление струи, выбрасываемой из межлопастного пространства рабочего.

Наибольший теоретический напор создается рабочим колесом с лопастями, загнутыми вперед, наименьший — с лопастями, отогнутыми назад. Рабочее колесо с радиальными лопастями создает некоторый средний теоретический напор. В практике применяют почти исключительно рабочие колеса с лопастями, отогнутыми назад. Хотя они создают меньший теоретический напор по сравнению с лопастями, загнутыми вперед, но обладают более высоким КПД.

Следует отметить, что с увеличением абсолютной скорости жидкости при выходе из рабочего колеса коэффициент реактивности уменьшается и его КПД падает. Это происходит не только вследствие увеличения потерь при преобразовании кинетической энергии в потенциальную энергию давления, но и вследствие значительного искривления каналов межлопастного пространства в случае, когда лопасти загнуты вперед.

Что касается числа лопастей, то для уменьшения площади трения и упрощения технологии производства целесообразно было бы применять рабочие колеса с минимальным количеством лопастей. Однако энергетические условия работы лопастей при этом ухудшаются. Практически стремятся к наименьшему числу лопастей рабочего колеса, однако при условии, что снижение числа лопастей не приводит к потере их направляющего действия.

Имеются насосы для перекачки фекальных жидкостей, жома, дробины, картофеля и свекло-водяной смеси, рабочие колеса которых имеют только по две лопасти. Толщина лопастей должна быть наименьшей, но отвечающей условиям прочности.