Центробежный двигатель принцип работы

Устройство и принцип работы центробежного насоса

Насосы центробежного типа – один из наиболее популярных типов насосного оборудования. Современные производители предлагают множество моделей для бытового и промышленного применения. Устройства используются в технологических процессах, для забора жидких сред из скважин с последующей транспортировкой по горизонтали или подъемом на требуемую высоту, осушения подвалов. С помощью центробежных моделей организуют полив, водоснабжение животноводческих хозяйств, создают автономные системы водоснабжения.

Особенности конструкции и принцип действия центробежного насоса

Независимо от модели, центробежные агрегаты включают:

• Корпус с входным и выходным патрубками. Обычно имеет конфигурацию, напоминающую улитку.
• Электродвигатель. Для обеспечения бесперебойной работы двигатель располагают в герметичном пространстве, защищенном от попадания рабочих сред.
• Вал. Передает крутящий момент от двигателя к рабочему колесу, на внешней поверхности которого расположены лопатки. Они предназначены для перемещения рабочей среды по внутренней камере.
• Подшипниковые узлы. Облегчают вращение вала.
• Уплотнения. Защищают внутренние компоненты агрегата от контакта с рабочими средами.

Дополнительно в устройство центробежного насоса входят конструктивные элементы, повышающие функциональность, безопасность и эффективность его использования:

• Шланги различного назначения.
• Обратный клапан, предохраняющий аппарат от возврата рабочей среды.
• Фильтр грубой очистки, устанавливаемый перед агрегатом. Предохраняет внутренние узлы устройства от повреждения крупными механическими включениями.
• Измерительные устройства – вакуумметры, манометры.
• Запорно-регулирующая трубопроводная арматура.

Принцип работы насосного оборудования этого типа:

• При включении электродвигателя начинает вращаться рабочее колесо, расположенное в наполненном водой корпусе.
• Под воздействием центробежной силы происходит вытеснение воды к наружным участкам камеры, а затем под действием созданного избыточного давления – в напорный трубопровод.
• Благодаря созданию избыточного давления у наружных стенок камеры, в центре рабочего колеса давление снижается. В агрегат поступает жидкость из всасывающего трубопровода, что обеспечивает непрерывную работу устройства.

Классификация центробежных насосов

По конструктивному исполнению различают следующие виды насосного оборудования:

• В зависимости от количества рабочих колес, центробежные агрегаты называют одно- или многоступенчатыми. Многоступенчатые модели обеспечивают высокий напор. Колеса могут иметь два диска – задний и передний или только задний. Модели первого типа используются в трубопроводах низкого давления или для перекачки густых жидких сред.
• По ориентации корпуса в пространстве – горизонтальные и вертикальные. На корпусе могут быть расположены один или два всасывающих патрубка.
• По создаваемому давлению различают модели низкого (до 0,2 МПа), среднего (0,2-0,6 МПа), высокого (более 0,6 МПа) давления.
• По скорости вращения производители предлагают агрегаты – высокоскоростные, нормального и тихого хода.
• По назначению – центробежные насосы для перекачки воды, фекальные, дренажные, скважинные.

При выборе подходящей модели учитывают характеристики рабочего колеса:

• Материал изготовления. Сталь, чугун, медные сплавы – применяются для моделей, предназначенных для работы с неагрессивными средами. Для эксплуатации в контакте с химически активными средами востребованы колеса из современных керамических материалов.
• Технология производства. Литье и штамповка применяются для изготовления изделий, используемых в мощных агрегатах, клепка – для аппаратов низкой мощности.
• По конфигурации лопастей – прямых, загнутых в сторону вращения колеса или в противоположную сторону.

Поверхностные и погружные насосы: устройство, характеристики и области применения

Один из основных классификационных признаков – расположение установки во время работы.

Поверхностные агрегаты

Такие аппараты располагают на поверхности грунта, а в резервуар, емкость, водоем, колодец, отстойник опускают заборный шланг. Эти модели просты в монтаже, обслуживании и ремонте. Но есть и минусы, ограничивающие их область применения. К ним относятся:

• невысокая мощность, возможность забора жидкости с глубины не более 8-10 м;
• высокий риск поломки при работе на сухом ходу;
• меньшая, по сравнению с погружной помпой, производительность.

Погружные центробежные насосы

Агрегаты располагают в самой рабочей среде, фиксируя их с помощью троса на крепежном элементе, расположенном на поверхности грунта. К этим аппаратам предъявляются высокие требования по герметичности корпуса.

Преимущество погружных моделей – способность создавать высокий напор даже при небольших габаритах. К минусам относят сложность периодического обслуживания и проведения ремонтных работ.

При выборе подходящей модели центробежного насоса учитывают глубину, с которой будет производиться откачка жидкости и/или расстояние транспортировки по горизонтали, требуемую производительность, величину напора, характеристики рабочей среды, гидравлические показатели трубопроводной системы, энергоэффективность аппарата.

Турбореактивный двигатель с центробежным компрессором

Турбореактивные двигатели, или сокращенно ТРД, по праву можно считать основой современной авиации. Именно ими оснащены практически все военные и большинство гражданских самолетов, хотя есть и исключения. ТРД относятся к семейству газотурбинных двигателей (ГТД) – тепловых машин, вырабатывающих энергию за счет сжигания топлива в камере сгорания. Все моторы этого семейства объединяет общий принцип работы и схожая конструкция с обязательным наличием турбины, о чем легко догадаться по их названиям.

История авиационных реактивных двигателей началась в 30-хх годах, когда стало понятно, что возможности поршневых двигателей, первоначально устанавливаемых на самолеты, далеко не безграничны и уже достигли своего предела. Громоздкие и тяжелые ДВЗ стали обузой для конструкций самолетов, в которых играет роль каждый лишний килограмм, а использование воздушного винта для создания тяги не давало возможности преодолеть звуковой барьер. Именно тогда конструкторы и обратили свое внимание на небольшие и легкие газотурбинные двигатели в целом и турбореактивные двигатели в частности. Отсутствие у них воздушного винта, создание тяги только за счет реактивных сил, а также небольшой вес и компактные размеры сделали ТРД основными силовыми установками в авиастроении, и они остаются таковыми и сейчас.

Устройство и принцип работы

Как и все газотурбинные двигатели, ТРД состоит из следующих основных узлов: компрессора, камеры сгорания, приводной турбины и сопла. Среди видов ГТД есть моторы, оснащенные также рабочим валом, который использует свободную энергию, не потраченную на вращение турбины, для вращения воздушных винтов или других элементов, создающих тягу. У ТРД такого вала нет, что значительно упрощает его конструкцию и снижает вес.

Компрессор турбореактивного двигателя может быть осевым или центробежным. Первый меньше по размерам и более эффективный, поэтому в большинстве случаев именно ему и отдается предпочтение. Центробежный компрессор постепенно уходит в прошлое авиации из-за своей громоздкости, единственное его преимущество – более простая конструкция (в случае, когда он одноступенчатый). Именно центробежным компрессорам оснащались первые реактивные двигатели, но при появлении их осевых конкурентов им пришлось уступить свое место.

Центробежный компрессор – это колесо с закрепленными на нем лопатками, которые при вращении захватывают воздух и, придавая ему угловое вращение, отбрасывают его на периферию – к стенкам корпуса. Это действие центробежных сил, отталкивающих поток воздуха от центра вращения.

В центре центробежного компрессора установлен ротор с лопатками, который находится в корпусе (диффузоре). Корпус в свою очередь тоже оснащен лопатками, только уже неподвижными, и помещен в еще один, внешний, корпус, выполненный в форме улитки. Воздух сначала попадает в ротор, где под действием подвижных лопаток закручивается и сжимается. Затем он попадает на неподвижные лопатки и при этом еще больше сжимается, после чего под давлением проходит «улитку» и попадает в камеру сгорания.

Камера сгорания ТРД может быть кольцевой, трубчатой или комбинированной. Кольцевая камера «обволакивает» корпус, ее формируют стенки наружного и внутреннего кожуха. На входе установлена жаровая труба, на конце которой – завихрители с форсунками.

Трубчатая камера сгорания представляет собой отдельную жаровую трубу, соединенную с наружным кожухом. В ее передней части размещаются завихрители и форсунки, а вся ее поверхность имеет перфорацию для более качественного сжигания топлива и воздушного охлаждения. В случае, если жаровых труб несколько, они соединяются между собой патрубками, обеспечивающими одновременный процесс горения во всех трубах. Для воспламенения топливного заряда используются запальные устройства, расположенные в камерах.

Комбинированная камера сгорания – это кольцевая камера, в которой размещаются жаровые трубы.

Основой любого ГТД является турбина – вал, на котором закреплены металлические диски с рабочими лопатками на концах. Перед рабочими лопатками устанавливаются неподвижные, которые обеспечивают осевую подачу газов, выпрямляя их движение. Совокупность направляющих и рабочих лопаток – это одна ступень, и таких ступеней на турбине может быть несколько: от 1 до 6. Как несложно заметить, принципы работы компрессора и турбины похожи, только в первом случае лопасти компрессора сами приводят в движение поток воздуха, а во втором – газы вращают лопатки турбины. Скорость вращение турбины, а значит и компрессора, составляет 20-30 тыс. об//мин.

Ступень турбины (статор и ротор в сборе). 1 Колесо турбины, 2 Вал, 3 Лопатки, 4 Направляющий аппарат.

Выпуск продуктов сгорания наружу обеспечивается выпускным устройством, которое состоит из конусоподобной выпускной трубы, стойки и сопла. Обычные реактивные сопла имеют постоянный диаметр и направлены в определенную сторону. На некоторых двигателях используются регулируемые сопла, в которых можно менять сечение в зависимости от режимов работы, а также контролировать направление реактивной тяги за счет их поворотов.

Но не только механика дает возможность управлять ТРД. Современные моторы оснащены сложнейшей системой автоматики, которая постоянно контролирует параметры работы, устанавливает нужные режимы в зависимости от нагрузок. Пилот управляет двигателем с помощью одного только рычага, но на каждое его движение отзываются множество датчиков.

Принцип работы ТРД характерный для двигателей всего семейства ГТД. Компрессор затягивает воздух в корпус, сжимает его и направляет в камеру сгорания. От количества воздуха и его давления на выходе из компрессора напрямую зависит степень сжатия, а значит и мощность мотора. В камере сгорания устанавливаются топливные форсунки, через которые подается топливо – авиационный керосин. Топливо воспламеняется, образуя газы, обладающие высоким зарядом энергии. Расширяясь, продукты сгорания действуют на лопасти турбины, вращая их, а сама турбина при этом вращает компрессор, закрепленный с ней на одном валу. Но далеко не вся энергия потребляется турбиной, большая ее часть под давлением вырывается наружу, проходя через сопло, что создает реактивную тягу.

Процесс сжигания топлива в ТРД непрерывный, что отличает эти типы двигателей от поршневых 2- или 4-тактных моторов, у которых в каждом рабочем цикле есть рабочий такт, которому предшествует воспламенение топливного заряда.

Использование двигателя. Преимущества и недостатки

Современные ТРД практически не оснащаются центробежными компрессорами. В сравнение с осевым у центробежного компрессора каждая ступень сжатия более эффективная, но общее КПД при этом ниже. Это объясняется тем, что многоступенчатые центробежные компрессоры имеют очень сложную конструкцию и большие габариты, что увеличивает и их вес, тогда как многоступенчатость осевых компрессоров – не проблема. Именно поэтому они нашли широкое применение не в авиации, а «на земле» в силовых установках, используемых в системах вентиляции, на газотранспортных магистралях и т.д. Из самолетов, на которых использовались реактивные двигатели с центробежными компрессорами, можно отметить HeS 3, которым был оснащен первый реактивный самолет, английский Power Jets W.1, который использовался в первом британском истребителе, Rolls-Royce Nene, ставшим в последствии прототипом советского РД-45. Использование таких двигателей было характерным для «зари» авиастроения, сейчас же практически везде используются двигатели с осевыми компрессорами.

Несмотря на то, что реактивные двигатели устанавливаются на большинстве современных самолетов, все же и они далеко не идеальные. Есть у них и недостатки: высокая себестоимость и повышенный расход топлива. Первый недостаток объясняется тем, что для изготовления отдельных элементов реактивного двигателя нужны сверхпрочные и жаростойкие материалы, которые бы могли работать при очень высоких давлениях и температурах. Что касается расхода топлива, он действительно выше, чем, например, у его ближайшего «родственника» турбовинтового двигателя, ну а от расхода топлива напрямую зависит стоимость перелетов. Поэтому в случаях, когда нет необходимости развивать сверхзвуковые скорости, самолеты оснащаются ТВД, что дает возможность снизить цены на перелет. В основном это пассажирские и грузовые самолеты, которые летают на большие расстояния. А вот в военной авиации практически всегда используются ТРД, ведь здесь не так важна экономия, как скорость.

Центробежные насосы для воды: типы и классификации

На сегодняшний день центробежные насосы для воды широко применяются в быту и различных отраслях промышленности. Многие современные системы водоснабжения функционируют именно благодаря применению этих агрегатов, обладающих достаточно простой конструкцией.

центробежные насосы для воды состоят из следующих элементов:

Как показывает практика, эти насосы универсальны в своем применении. Например, погружной центробежный насос для воды Pedrollo рассчитан на использование в системах орошения и полива приусадебных участков. С его помощью можно так же понизить уровень грунтовых вод.

Принцип работы данных насосов предельно прост. Под действием двигателя вал насоса выполняет вращательные движения. В этот момент в установленное на валу рабочее колесо, поступает вода, идущая в осевом направлении через специальный входной патрубок. Лопасти рабочего колеса насоса позволяют перемещать закачиваемую воду в радиальном направлении. За счет этого, на воду действует центробежная сила, обеспечивающая увеличение давления и скорости ее перемещения. Данный принцип работы и позволил именовать насосы центробежными. Пройдя через лопасти рабочего колеса, закаченная вода накапливается в специальном кожухе, имеющем спиралевидную форму. Благодаря этому происходит замедление водяного потока. При этом осуществляется преобразование энергии, влияющей на увеличение напора воды.

Насосы центробежные для воды могут разниться в своих конструктивных особенностях. Некоторые модели этих устройств укомплектованы только одним рабочим колесом. Есть серия агрегатов, в которые устанавливается несколько таких колес. В зависимости от количества рабочих колес, насосы принято разделять на одноступенчатые и многоступенчатые. Но при этом, следует помнить, что все центробежные насосы, несмотря н грязной и чистой а число функционирующих в их системе колес, имеют одинаковый принцип работы. Планомерное перемещение жидкости в них осуществляется посредством воздействия на нее центробежных сил, которые возникают в результате вращения одного или нескольких рабочих колес.

Желая приобрести насос центробежный для воды, цена на который варьируется классификацией и комплектацией модели, следует учитывать ряд особенностей данных агрегатов. Они едины в характере и принципе функционирования, но могут значительно разниться по своим конструктивным особенностям.

Центробежные насосы для воды грязной и чистой классифицируются также по числу потоков. Бывают одно-, двух- и многопоточные насосы. Разделяются они и по характеру подвода воды к рабочему колесу:

Даже принцип отвода воды из колеса влияет на их классификацию. Они могут быть:

— со спиральным отводом;

— с направляющим аппаратом.

По характеру размещения рабочего вала центробежные насосы бывают горизонтальными и вертикальными.

Учитывая все вышеизложенное, нетрудно заметить каждый из видов насосов имеет определенные отличительные особенности, напрямую влияющие на объем и скорость выполнения поставленных задач. В настоящее время наиболее распространенными считаются одноступенчатые насосы с одним рабочим колесом, односторонним входом и горизонтальным расположением вала.

Центробежные насосы Pedrollo характеризуются высокой степенью надежности и долговечности. Они просты в эксплуатации. Однако, следует помнить, что устанавливать их желательно в местах недоступных для атмосферных воздействий. В противном случае из-за возникающей коррозии и прочих негативных факторов срок службы этих насосов может быть резко снижен.

Выбор подходящего центробежного насоса следует осуществлять с учетом конкретных задач, которые потребуется решить с его помощью, а также условий его эксплуатации. Заглянув в технические характеристики модели необходимо обратить особое внимание на величину потребляемой мощности насоса.

Чтобы купить центробежный насос для воды отменного качества и получить необходимые консультации по поводу его работы и монтажа, обратитесь к нам. Мы готовы предложить своим клиентам высокий уровень обслуживания, обширный ассортимент продукции от итальянского производителя и доступные цены.

Полупогружные центробежные насосы — IM

Пневматические мембранные насосы

Пищевые мембранные насосы

Мембранные насосы гигиеническая серия

Горизонтальные центробежные насосы

Центробежные насосы с магнитной муфтой

Полупогружные центробежные насосы

Высокопроизводительные вертикальные полупогружные центробежные насосы серии IМ, предназначенные для стационарной установки с погружным типом монтажа, изготовлены из полимера, приводятся в действие электродвигателем (макс. 3000 об/мин) с прямым приводом и служат для быстрого перекачивания и/или слива жидкостей с производительностью от 6 м3/ч до 75 м3/ч.

Полупогружные центробежные насосы имеют особую конструкцию, в которой отсутствуют внутренние механические уплотнения (подверженные быстрому износу) и при которой случайно пролитая жидкость сливается обратно в резервуар. Открытая крыльчатка позволяет перекачивать непрерывным потоком даже очень загрязненные жидкости до 500 сПз (при20°C), содержащие твердые частицы небольших размеров во взвешенном состоянии.

Возможность выбора материалов и комплектующих проточной части насоса позволяет обеспечить наиболее правильную химическую совместимость с жидкостью и/или окружающей средой в любом температурном диапазоне эксплуатации.

Отличительные черты вертикального центробежного насоса

варианты исполнения: полипропилен (PP), поливинилденфторид (PVDF);

может использоваться с особо загрязненными жидкостями;

насос, погружённый в емкость;

без сварных соединений;

простая замена компенсационной втулки;

высокая производительность: от 6 до 75 м3/ч;

замена двигателя без демонтажа насоса;

может поставляться без двигателя;

удобство в техническом обслуживании и замене комплектующих;

Устройство центробежного насоса

Полупогружные центробежные насосы серии IM изготовлены из полимера, состоят из прочного корпуса и стойки, прикрепленной к соединительной планке, к которой крепится цевочное колесо, являющееся в свою очередь крепежным элементом для электродвигателя.

Электродвигатель с прямым приводом соединен посредством упругой муфты с валом насоса. На противоположном конце вала, поддерживаемом радиальным подшипником, закреплена открытая крыльчатка.

Конструкция этого насоса позволяет демонтировать двигатель без необходимости демонтажа самого насоса.

A — электродвигатель

B — карданная муфта

C — цевочное колесо

D — радиальный подшипник

E — внешняя стойка

F — покрытие вала

G — керамическая втулка

H — крыльчатка

I — нагнетательная труба

L — всасывающий канал

L — компенсационная втулка

Принцип работы полупогружного центробежного насоса

Крыльчатка (рабочее колесо), составляющее одно целое с валом и электродвигателем с прямым приводом, вращается с заданной скоростью, создавая за счет действия центробежной силы всасывание на стороне забора жидкости и нагнетание на напорной стороне.

Ось данного оборудования при установке должна располагаться исключительно вертикальным образом; насос должен быть погружен в емкость. Необходимо использовать специальные приспособления для предотвращения работы всухую, образования вихрей и возможного отсоса воздуха.

Вертикальные центробежные насосы IM должны работать исключительно в погружном состоянии, с полностью заполненной проточной частью; работа насоса всухую или наличие воздушных пузырей может повредить внутреннюю втулку!

Химическая совместимость центробежных насосов DEBEM

Тип жидкости, температура и эксплуатационная среда являются важными факторами, которые должны учитываться для правильного выбора материалов насоса и определения их химической совместимости. В нижеследующей таблице приведены некоторые примеры: