Осевой насос

Тип насоса состоящий из пропеллера в трубе Насос с осевым потоком для промышленного использования

Насос с осевым потоком или AFP является распространенным типом насоса, который по существу состоит из гребного винта (осевого рабочего колеса ) в трубе. Пропеллер может приводиться в движение непосредственно герметичным двигателем в трубе или электродвигателем или бензиновыми / дизельными двигателями, установленными на трубе снаружи, или угловым приводным валом, который протыкает трубу.

Частицы жидкости, протекая через насос, не меняют своего радиального положения, так как изменение радиуса на входе (так называемое «всасывание») и на выходе (так называемое «нагнетание») насоса. очень маленький. Отсюда и название «осевой» насос.

• 1 Эксплуатация
  • 1.1 Примечания
• 2 Конструкция лезвия
• 3 Характеристики
• 4 Преимущества
• 5 Области применения
• 6 См. Также
• 7 Ссылки
• 8 Библиография

Треугольник скорости для насоса с осевым потоком

Насос с осевым потоком имеет рабочее колесо гребного типа, вращающееся в корпусе. Давление в осевом насосе создается потоком жидкости по лопастям рабочего колеса. Жидкость проталкивается в направлении, параллельном валу рабочего колеса, то есть частицы жидкости, протекая через насос, не меняют своего радиального положения. Это позволяет жидкости поступать в рабочее колесо в осевом направлении и выпускать жидкость почти в осевом направлении. Пропеллер осевого насоса приводится в движение двигателем.

Примечания

• Неподвижные лопатки диффузора используются для удаления вихревой составляющей ($V\; w\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{w2\}\}\}$) разряда скорость рабочего колеса и преобразование энергии в давление.
• Лопатки рабочего колеса могут быть регулируемыми.
• Машина может быть оснащена лопатками перед входом, чтобы исключить предварительное вращение и сделать поток чисто осевой.

Работа, проделанная с жидкостью на единицу веса = $U\; (V\; w\; 2\; -\; V\; w\; 1)\; g\; \{\backslash \; displaystyle\; U\; \{\backslash \; frac\; \{(V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{w2\}\}\; -\; V\_\; \{\; \backslash \; rm\; \{w1\}\})\}\; \{g\}\}\}$

где $U\; =\; U\; 2\; =\; U\; 1\; \{\backslash \; displaystyle\; U\; =\; U\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{2\}\}\; =\; U\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{1\}\}\}$- скорость лезвия.

Для максимальной передачи энергии $V\; w\; 1\; =\; 0\; \{\backslash \; displaystyle\; V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{w1\}\}\; =\; 0\}$, то есть $\alpha \; 1\; =\; 90\; deg\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; alpha\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{1\}\}\; =\; 90\; \backslash \; deg\}$

Следовательно, из выходного треугольника скоростей мы имеем

$V\; w\; 2\; =\; U\; -\; V\; f\; 2\; cot\; \; \beta \; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{w2\}\}\; =\; U-V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{f2\}\}\; \backslash \; cot\; \backslash \; beta\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{2\}\}\}$

Следовательно, максимальная передача энергии на единицу веса осевым насосом = $U\; (U\; -\; V\; f\; 2\; детская\; кроватка\; \; \beta \; 2)\; g\; \{\backslash \; displaystyle\; U\; \{\backslash \; frac\; \{(U-V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{f2\}\}\; \backslash \; cot\; \backslash \; beta\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{\; 2\}\})\}\; \{g\}\}\}$

Лопасти осевого насоса закручены

В осевом насосе лопасти имеют аэродинамический профиль, по которому течет жидкость и создается давление. Для постоянного потока мы имеем $V\; f\; 1\; =\; V\; f\; 2\; =\; V\; f\; \{\backslash \; displaystyle\; V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{f1\}\}\; =\; V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{f2\}\}\; =\; V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{f\}\}\}$

Таким образом, максимальная передача энергии жидкости на единицу веса будет

$U\; (U\; -\; V\; f\; cot\; \; \beta \; 2)\; g\; \{\backslash \; displaystyle\; U\; \{\backslash \; frac\; \{(U-V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{f\})\; \}\; \backslash \; cot\; \backslash \; beta\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{2\}\})\}\; \{g\}\}\}$

Для постоянной передачи энергии по всему размаху лопасти приведенное выше уравнение должно быть постоянным для всех значений $r\; \{\; \backslash \; Displaystyle\; r\}$. Но $U\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; U\; ^\; \{2\}\}$будет увеличиваться с увеличением радиуса $r\; \{\backslash \; displaystyle\; r\}$, поэтому для поддержания постоянного должно иметь место равное увеличение $UV\; f\; cot\; \; \beta \; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; UV\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{f\}\}\; \backslash \; cot\; \backslash \; beta\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{2\}\}\}$. Поскольку $V\; f\; \{\backslash \; displaystyle\; V\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{f\}\}\}$является постоянным, поэтому $cot\; \; \beta \; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; cot\; \backslash \; beta\; \_\; \{\backslash \; rm\; \{2\}\; \}\}$должно увеличиваться при увеличении $r\; \{\backslash \; displaystyle\; r\}$. Итак, лезвие скручивается при изменении радиуса.

Характеристическая кривая осевого насоса. Красные линии показывают различную производительность при разном шаге лопастей, синие линии - потребляемую мощность.

Рабочие характеристики осевого насоса показаны на рисунке. Как показано на рисунке, напор при нулевом расходе может в три раза превышать напор в точке максимальной эффективности насоса. Кроме того, потребность в мощности увеличивается по мере уменьшения расхода, при этом максимальная мощность потребляется при нулевом расходе. Эта характеристика противоположна характеристике центробежного насоса с радиальным потоком, где потребляемая мощность возрастает с увеличением потока. Также требования к мощности и напору насоса увеличиваются с увеличением шага, что позволяет насосу настраиваться в соответствии с условиями системы для обеспечения наиболее эффективной работы.

Основное преимущество осевого насоса состоит в том, что он имеет относительно высокий напор (расход) при относительно низком напоре (вертикальном расстоянии). Например, он может перекачивать до 3 раз больше воды и других жидкостей на высоте менее 4 метров по сравнению с более распространенным радиальным насосом или центробежным насосом. Его также можно легко настроить для работы с максимальной эффективностью при низком расходе / высоком давлении и при высоком расходе / низком давлении, изменив шаг на гребном винте (только для некоторых моделей).

Эффект поворота жидкости не слишком серьезен в осевом насосе, и длина лопастей рабочего колеса также мала. Это приводит к меньшим аэродинамическим потерям и более высокому КПД ступени . Эти насосы имеют самые маленькие размеры среди многих обычных насосов и больше подходят для работы с низким напором и большим расходом.

Тайская модель 8 дюймов х 20 ножной насос длиной осевого потока питается от 12 лошадиных сил на два колеса трактора подъема воды из оросительного канала в близлежащие рисовых полей посредством пластиковых гибких труб доставки

Один из наиболее распространенные применения AFP - это обработка сточных вод из коммерческих, муниципальных и промышленных источников.

На парусных лодках AFP также используются в перекачивающих насосах, используемых для морского балласта. На электростанциях они используются для откачки воды из водохранилища, реки, озера или моря для охлаждения основного конденсатора. В химической промышленности они используются для циркуляции больших масс жидкости, например в испарителях и кристаллизаторах. В очистке сточных вод AFP часто используется для внутренней рециркуляции смешанного щелока (т.е. для переноса нитрифицированного смешанного щелока из зоны аэрации в зону денитрификации).

В сельском хозяйстве и рыболовстве AFP очень большой мощности используются для подъема воды для орошения и дренажа. В Восточной Азии миллионы мобильных агрегатов меньшей мощности (6-20 л.с.) приводятся в действие в основном одноцилиндровыми дизельными и бензиновыми двигателями. Они используются более мелкими фермерами для орошения сельскохозяйственных культур, дренажа и рыболовства. Конструкция рабочего колеса также была улучшена, что повысило эффективность и снизило затраты на электроэнергию для сельского хозяйства. Ранние конструкции были менее двух метров в длину, но в настоящее время они могут достигать 6 метров и более, чтобы позволить им более безопасно «дотянуться» до источника воды, позволяя использовать источник энергии (часто двухколесные тракторы используются), чтобы их можно было держать в более безопасных и устойчивых положениях, как показано на рисунке рядом.

• Насос
• Удельная скорость
• Осевой компрессор

• С.М. Яхья «Турбинные компрессоры и вентиляторы, 3-е издание», Тата МакГроу -Hill Education, 2005
• Валан Арасу "Турбо-машины, 2-е издание", Vikas Publishing House Pvt. Ltd.