Принцип работы центробежного насоса:
Жидкость под низким давлением на входе приобретает энергию и скорость под действием центробежной силы, превращаясь в жидкость под высоким давлением, и тем самым выталкивая ее из насоса.
Принцип работы объемного насоса:
Насосы объемного типа работают за счет вращения или переЦипрокация роторов, лопастей или диафрагм, вызывающая изменение объема насоса и создающая перепад давленияэрлифты для облегчения приема и выведения жидкости.
Механизмы переноса жидкостей
Механизм перемещения жидкости в центробежном насосе:
Вращение крыльчатки заставляет жидкость вращаться вместе. Жидкость в центре под действием центробежной силы устремляется к периферии, приобретая при этом энергию. Эта энергия направляет жидкость к корпусу насоса, откуда она выходит из насоса. Жидкость продолжает поступать в насос с входного отверстия, создавая непрерывный процесс всасывания жидкости низкого давления и последующего нагнетания жидкости высокого давления.
Механизм перемещения жидкости в объемном насосе:
Когда объем замкнутой полости корпуса насоса увеличивается, в задней части образуется отрицательное давление, позволяющее всасывать жидкость. И наоборот, когда объем уменьшается, жидкость выводится из корпуса насоса.
Типы жидкостей
Типы жидкостей, перекачиваемых центробежным насосом:
Центробежные насосы обычно используются для перекачки чистой воды или жидкости с низкой концентрацией, и находят широкое применение в таких отраслях, как бумажная промышленность, металлургия и очистка сточных вод.
Типы жидкостей, перекачиваемых объемным насосом:
Насосы объемного типа часто используются для перекачивания высоковязких жидкостей с мелкими частицами. Их обычно выбирают для условий, требующих высокого напора и низкой скорости потока.
Сравнение производительности
| Критерии | Центробежный насос | Насос объемного типа | |||
| Рециркуляционный насос | Роторный насос | ||||
| Скорость потока | Равномерность | Униформа | Неоднородный | Относительно однородный | |
| Стабильность | Непостоянная, изменяется в зависимости от состояния трубопровода | Постоянно | |||
| Диапазон（м³/ч） | 1.6~30000 | 0-600 | 1-600 | ||
| Глава | Характеристики | Соответствует определенному расходу, может достигать определенного напора только при определенном расходе | Может достигать различных напоров, определяемых системой трубопровода | ||
| Диапазон | 10-2600m | 0.2~100MPa | 0.2~60MPa | ||
| Эффективность | Характеристики | Самый высокий в расчетной точке, уменьшается по мере увеличения отклонения | Немного уменьшается при увеличении напора | Значительно снижается при увеличении напора | |
| Дальность (максимальная точка) | 0.5~0.8 | 0.7~0.85 | 0.6~0.8 | ||
| Структурные особенности | Простая структура, низкая стоимость, небольшой размер, легкий вес, простота установки и обслуживания | Сложная конструкция, высокая вибрация, большие размеры, высокая стоимость | Сэм как центробежный насос | ||
| Эксплуатация и обслуживание | Метод управления потоком | Дросселирование на выходе или регулировка скорости | Невозможно управлять выпускным клапаном, только байпасное управление | ||
| Возможность самовсасывания | Как правило, отсутствует | Существует | |||
| Начальная розетка | Клапан закрыт | Выпускной клапан полностью открыт | |||
| Техническое обслуживание | Удобный | Неприятности | Удобный | ||
| Диапазон применения | Различные маловязкие жидкости | Подходит для чистых сред с высоким давлением и низкой скоростью потока | Подходит для среднего и низкого давления, среднего и низкого расхода, особенно для высоковязких жидкостей | ||
Способность выдерживать давление:
- Обычные центробежные насосы обычно работают в диапазоне от 0,1 до 10 МПа, а высоконапорные центробежные насосы могут достигать давления в несколько десятков МПа.
- Диапазон давления объемных насосов обычно составляет от 0,1 до 10 МПа.
Вязкость:
- Центробежные насосы подходят для жидкостей с вязкостью от 0,3 до 5000 мм²/с.
- Насосы объемного типа подходят для жидкостей с высокой вязкостью. Некоторые типы насосов способны перекачивать жидкости с вязкостью до 1 000 000 сПз в определенных областях применения.
Условия на входе:
- Центробежные насосы требуют, чтобы давление на входе было ниже, чем давление паров жидкости, а уровень жидкости был выше, чем на входе в насос, для беспрепятственного всасывания жидкости.
- Насосы объемного типа требуют герметичности камер и имеют несколько независимых камер, что облегчает процесс перекачки из меньшего объема в больший и наоборот.
Всасывающий подъем:
- Центробежные насосы имеют ограниченный подъем всасывания, обычно около 3-6 метров. Превышение этого предела может препятствовать непрерывному всасыванию жидкости, что приведет к неисправности насоса.
- Насосы объемного типа имеют преимущество в подъеме всасывания, обеспечивая подъем до 8-10 метров.
Стрижка:
- Центробежные насосы создают относительно большие сдвиговые усилия по сравнению с объемными насосами. При вращении рабочего колеса жидкость подвергается воздействию центробежных сил, что приводит к возникновению сдвигающих усилий в процессе вытеснения из-за инерции. Насосы объемного типа, напротив, перекачивают жидкость за счет изменения объема, что приводит к меньшим сдвиговым усилиям.
Эффективность:
- В целом, эффективность центробежных и объемных насосов сопоставима. Однако эффективность объемных насосов увеличивается с ростом давления. Центробежные насосы имеют оптимальную точку КПД, отклонение от которой приводит к снижению эффективности.
Скорость потока:
- Оба типа насосов обеспечивают относительно стабильную подачу. Расход центробежных насосов меняется в зависимости от изменений в системе трубопроводов и составляет от 1,6 до 3000 м³/ч. Насосы объемного типа поддерживают постоянный расход в диапазоне от 1 до 600 м³/ч.
Преимущества
- У объемных и центробежных насосов есть свои преимущества и недостатки. Насосы объемного типа обладают более мощной всасывающей способностью и более стабильной скоростью потока. Они могут транспортировать жидкости с различными характеристиками, такими как высокая вязкость, восприимчивость к окислению, склонность к агрегации, а также содержащие твердые частицы и волокна. Они также позволяют осуществлять дозированное управление и реверсивную перекачку. Однако объемные насосы требуют больших затрат энергии, смазки консистентной смазкой и более сложны в обслуживании.
- Центробежные насосы отличаются высокой удельной мощностью, малым весом и гибкостью, простотой установки, широкой сферой применения, простотой обслуживания и низкой стоимостью. Однако их возможности ограничены вязкостью и производительностью, они хуже сопротивляются коррозии и хуже переносят хрупкие жидкости.
Пригодность для применения
Когда следует использовать центробежный насос:
Центробежные насосы находят широкое применение в различных областях, включая транспортировку жидкостей, нагнетание давления, циркуляцию, водоснабжение, пожаротушение, сельскохозяйственное орошение, системы ОВКВ, очистку сточных вод, добычу нефти на месторождениях, химическую, фармацевтическую, легкую и пищевую промышленность.
Когда следует использовать объемный насос:
Насосы объемного типа могут использоваться в широком спектре промышленных производств, включая химическую, нефтяную, аэрокосмическую, морскую, механическую и электротехническую промышленность. В основном они используются для перекачивания жидкостей высокой вязкости и высокого давления, а также для транспортировки летучих, легковоспламеняющихся, взрывоопасных и коррозионных жидкостей.
Требования к обслуживанию
Техническое обслуживание центробежного насоса включает в себя следующие аспекты:
Рабочее колесо и износное кольцо: Лопасти рабочего колеса могут быть повреждены из-за кавитации, попадания твердых частиц или металлических примесей, а износ износного кольца (также известного как уплотнительное кольцо) обычно вызван неправильной установкой или ослаблением опорной пластины рабочего колеса. При сильном износе изнашивающегося кольца может потребоваться замена рабочего колеса; при незначительном износе можно попытаться выполнить ремонт.
Балансировочное устройство: Если балансировочный диск и балансировочное кольцо чрезмерно изношены (обычно более чем на 2 мм) или имеют неровные поверхности, их можно отремонтировать. Это включает в себя сварку или шлифовку канавок на корпусе насоса и установку прокладок из политетрафторэтилена на стыке между балансировочным кольцом и корпусом насоса.
Механическое уплотнение: Торцевое уплотнение - критически важный компонент насоса, от его работы напрямую зависит нормальная работа насоса. На проблемы утечек приходится большинство ремонтных протечек насосов. Для этого требуется, чтобы осевое смещение вала составляло менее 0,1 мм, а интерференционная посадка между вспомогательным уплотнением и валом была умеренной.
Вал насоса: Вал насоса является основным компонентом насоса. Если вал насоса не имеет трещин, сильного износа поверхности или изгиба, его можно отремонтировать. Величина изгиба вала не должна превышать 0,06 мм.
Температура подшипника: Высокая температура подшипника может привести к его повреждению. Необходимо проверить такие факторы, как влияние балансировочного барабана, остаточное осевое усилие, качество смазочного масла, количество масла и примеси в масляной камере.
Осевое смещение ротора: Необходимо измерить осевое смещение ротора и при необходимости отрегулировать зазор в муфте.
Техническое обслуживание объемного насоса включает в себя:
Регулярно проверяйте работу насоса: Обращайте внимание на звук и частоту работы насоса. Следите за утечкой масла, воды и другими явлениями.
Регулярная замена уплотнений: Уплотнения являются уязвимыми деталями и нуждаются в регулярной замене, чтобы предотвратить такие неисправности, как утечка воды или масла.
Регулярная замена роторов: Роторы являются важными компонентами насоса и со временем подвержены износу при работе на высоких скоростях, что требует их регулярной замены.
Смазочное масло: Смазочное масло необходимо регулярно заменять для обеспечения нормальной работы объемного насоса.
Методы контроля
Центробежные насосы могут управляться вручную, автоматически или с помощью частотно-регулируемой системы. С другой стороны, методы управления объемными насосами включают в себя управление байпасом, частотное регулирование скорости и изменение хода поршневого насоса.
Соображения безопасности
Риск утечки
При длительной эксплуатации центробежных насосов может произойти износ или старение компонентов, что приведет к риску возникновения утечек. Такие компоненты, как уплотнения вала, уплотнительные кольца, кольцевые уплотнения и т. д., необходимо регулярно проверять и заменять. В объемных насосах утечки также могут возникать из-за засорения рабочего колеса, старения корпуса насоса, засорения впускного клапана и старения уплотнений. Для предотвращения утечек необходимо регулярное техническое обслуживание насосов обоих типов.
Защита от перегрузки
Двигатели центробежных насосов обычно оснащаются защитными устройствами. Когда рабочий ток превышает номинальный, защитное устройство срабатывает, предотвращая повреждение двигателя. Насосы объемного типа оснащены предохранительными клапанами на насосе или выпускном трубопроводе для предотвращения повреждений, вызванных перегрузкой насоса.
Технологические тенденции
Чтобы соответствовать требованиям рынка и будущим тенденциям развития, как объемные, так и центробежные насосы должны постоянно совершенствовать технологии и внедрять инновации. Например, новые материалы, такие как углеродное волокно и керамика, обладают антикоррозийными и износостойкими характеристиками, что делает насосы пригодными для использования в особых условиях. Внедрение интеллектуальных технологий позволяет контролировать работу насоса в режиме реального времени и осуществлять дистанционное управление. Применение точного литья позволяет повысить точность и стабильность работы насоса.
Практические сценарии применения
Промышленный сектор
Центробежные насосы широко используются на морских платформах для добычи нефти и газа для транспортировки различных жидких материалов в различных операционных блоках. Насосы объемного типа используются в очистке сточных вод для транспортировки жидкости из прудов-отстойников в химические резервуары, дозирования и транспортировки химикатов в очистные резервуары и ядерных отходов.
Сельскохозяйственный сектор
Центробежные насосы широко используются в сельском хозяйстве, например, для перекачки воды из источников на поля для орошения. Насосы объемного типа могут служить в качестве устройств подачи воды для систем капельного орошения, подавая воду в трубопровод капельной системы, обеспечивая стабильное давление и расход воды. Этот метод позволяет не только экономить водные ресурсы, но и повышать урожайность.
Опыт пользователя
Заключение
Понимая соответствующие преимущества и ограничения центробежных и объемных насосов, мы можем принимать обоснованные решения при выборе подходящего насоса для конкретных условий эксплуатации. Это позволит нам правильно решать возникающие проблемы в процессе эксплуатации.