Войти
Маленький насос с электрическим приводом 
Большой насос с электрическим приводом для гидротехнических сооружений рядом с Hengsteysee, Германия A насос - это устройство, перемещающее жидкости (жидкости или газы ), или иногда суспензии, механическим действием, обычно преобразующиеся из электрической энергии в гидравлическую энергию. Насосы можно разделить на три основные группы в зависимости от метода, который они используют для перемещения жидкости: насосы прямого подъема, поршневые и гравитационные.
Насосы работают с помощью некоторого механизма (обычно поршневого или вращающийся ) и потребляют энергию для выполнения механической работы перемещения текучей среды. Насосы работают от многих источников энергии, включая ручное управление, электричество, двигатели или энергия ветра, и бывают разных размеров, от микроскопических до использования в медицине., к большим промышленным насосам.
Механические насосы служат в широком диапазоне применений, таких как перекачка воды из колодцев, фильтрация аквариума, фильтрация пруда и аэрация, в автомобильной промышленности для водяного охлаждения и впрыска топлива, в энергетике для перекачки масла и природный газ или для эксплуатации градирен и других компонентов систем отопления, вентиляции и кондиционирования. В медицинской промышленности насосы используются для биохимических процессов при разработке и производстве лекарств, а также в качестве искусственных заменителей частей тела, в частности искусственного сердца и протеза полового члена.
Если в корпусе имеется только одно вращающееся рабочее колесо, он называется одноступенчатым насосом. Если корпус содержит две или более вращающихся крыльчатки, он называется двухступенчатым или многоступенчатым насосом.
В биологии эволюционировало множество различных типов химических и биомеханических насосов; биомимикрия иногда используется при разработке новых типов механических насосов.
Механические насосы могут быть погружными в жидкости, которую они перекачивают, или размещены снаружи по отношению к жидкости.
Насосы можно разделить на поршневые насосы, импульсные насосы, скоростные насосы, гравитационные насосы., паровые насосы и бесклапанные насосы. Насосы бывают трех основных типов: объемные, центробежные и осевые. В центробежных насосах направление потока жидкости изменяется на девяносто градусов, когда она протекает через рабочее колесо, тогда как в осевых насосах направление потока не изменяется.
Лопастные насосы Внутреннее устройство Насос прямого вытеснения заставляет жидкость перемещаться, улавливая фиксированное количество и выталкивая (вытесняя) этот захваченный объем в нагнетательную трубу.
В некоторых поршневых насосах используется расширяющаяся полость на стороне всасывания и уменьшающаяся полость на стороне нагнетания. Жидкость втекает в насос, когда полость на стороне всасывания расширяется, и жидкость вытекает из нагнетания, когда полость схлопывается. Объем постоянный на протяжении каждого цикла работы.
Насосы прямого вытеснения, в отличие от центробежных, теоретически могут производить одинаковый поток при заданной скорости (об / мин) независимо от напора давление. Таким образом, объемные насосы представляют собой машины с постоянным расходом. Однако небольшое увеличение внутренней утечки по мере увеличения давления препятствует действительно постоянной скорости потока.
Положительный-поршневой насос не должен работать с закрытым клапаном на нагнетательной стороне насоса, поскольку он не имеет отсечной голову, как центробежные насосы. Объемный насос, работающий при закрытом нагнетательном клапане, продолжает создавать поток, и давление в нагнетательной линии увеличивается до тех пор, пока линия не лопнет, насос не будет серьезно поврежден или и то, и другое.
Рельеф или предохранительный клапан на нагнетательной стороне положительного смещения насоса Поэтому необходимо. Предохранительный клапан может быть внутренним или внешним. Производитель насоса обычно имеет возможность поставить внутренние предохранительные или предохранительные клапаны. Внутренний клапан обычно используется только в качестве меры предосторожности. Внешний предохранительный клапан в нагнетательной линии с обратной линией к всасывающей линии или питающему резервуару обеспечивает повышенную безопасность людей и оборудования.
Насосы прямого вытеснения можно дополнительно классифицировать в соответствии с механизмом, используемым для перемещения жидкости:
Пластинчато-роторные насосы Эти насосы перемещают жидкость с помощью вращающегося механизма, который создает вакуум, который захватывает и втягивает жидкость.
Преимущества: ротационные насосы очень эффективны, потому что они может работать с высоковязкими жидкостями с более высокими расходами по мере увеличения вязкости.
Недостатки: характер насоса требует очень малых зазоров между гнилью насос и внешний край, заставляя его вращаться с медленной постоянной скоростью. Если роторные насосы работают на высоких скоростях, жидкости вызывают эрозию, что в конечном итоге приводит к увеличению зазоров, через которые может проходить жидкость, что снижает эффективность.
Роторные поршневые насосы делятся на 5 основных типов:
Простой ручной насос 
Старинный «кувшинный» насос (около 1924 г.) в Школе цветных в Алапахе, Джорджия, США Поршневые насосы перемещают жидкость с помощью одного или нескольких колебательных поршни, плунжеры или мембраны (диафрагмы), а клапаны ограничивают движение жидкости в желаемом направлении. Для всасывания насос насос должен сначала потянуть плунжер наружу, чтобы уменьшить давление в камере. Как только плунжер отталкивается, он увеличивает напорную камеру, и внутреннее давление плунжера открывает выпускной клапан и выпускает жидкость в нагнетательную трубу с высокой скоростью.
Насосы этой категории варьируются от симплексный, с одним цилиндром, в некоторых случаях с четырьмя (четырьмя) цилиндрами или более. Многие поршневые насосы имеют двухцилиндровый (двух) или трехцилиндровый (три) цилиндры. Они могут быть либо одностороннего действия с всасыванием в одном направлении движения поршня и нагнетания в другом, либо двустороннего действия с всасыванием и нагнетанием в обоих направлениях. Насосы могут приводиться в действие вручную, воздухом или паром, либо с помощью ремня с приводом от двигателя. Этот тип насоса широко использовался в 19 веке - на заре создания паровых двигателей - в качестве насосов питательной воды для котлов. В настоящее время поршневые насосы обычно перекачивают высоковязкие жидкости, такие как бетон и тяжелые масла, и служат в особых случаях, когда требуется низкая скорость потока при высоком сопротивлении. Поршневые ручные насосы широко применялись для откачки воды из колодцев. Обычные велосипедные насосы и ножные насосы для накачивания используют возвратно-поступательное действие.
Эти поршневые насосы имеют расширяющуюся полость на стороне всасывания и уменьшающуюся полость на стороне нагнетания. Жидкость поступает в насосы, когда полость на стороне всасывания расширяется, и жидкость вытекает из нагнетания, когда полость схлопывается. Объем постоянный для каждого рабочего цикла, а объемный КПД насоса может быть достигнут путем текущего обслуживания и проверки его клапанов.
Типичными поршневыми насосами являются:
Положительные- Принцип вытеснения применяется в следующих насосах:
Шестеренчатый насос Это простейший из роторных поршневых насосов прямого вытеснения. Он состоит из двух зубчатых колес, которые вращаются в плотно прилегающем корпусе. Зубы захватывают жидкость и заставляют ее двигаться по внешней периферии. Жидкость не попадает обратно в сетчатую часть, потому что зубы плотно зацепляются в центре. Шестеренчатые насосы находят широкое применение в масляных насосах автомобильных двигателей и в различных.
Винтовой насос A Винтовой насос - это более сложный тип роторного насоса, в котором используются два или три винта с противоположной резьбой - например, один винт вращается по часовой стрелке, а другой - против часовой стрелки. Винты установлены на параллельных валах с зубчатыми колесами, которые входят в зацепление, поэтому валы вращаются вместе, и все остается на месте. Винты включают валы и прогоняют жидкость через насос. Как и в других типах роторных насосов, зазор между движущимися частями и корпусом насоса минимален.
Широко используемый для перекачивания сложных материалов, таких как осадок сточных вод, загрязненный крупными частицами, этот насос состоит из винтового ротора, длина которого примерно в десять раз превышает его ширину. Это можно представить как центральный сердечник диаметром x с, как правило, изогнутой спиралью, намотанной вокруг толщины половины x, хотя на самом деле он изготавливается в виде единой отливки. Этот вал помещается в прочную резиновую втулку, толщина стенки обычно также равна x. По мере вращения вала ротор постепенно выталкивает жидкость через резиновую втулку. Такие насосы могут создавать очень высокое давление при малых объемах.
Лопастной насос Рутса Названный в честь изобретателей братьев Рутса, этот лопастной насос перемещает жидкость, застрявшую между двумя длинными спиральными роторами, каждый из которых вставлен в другой. когда она перпендикулярна под углом 90 °, вращается внутри конфигурации линии уплотнения треугольной формы как в точке всасывания, так и в точке нагнетания. Такая конструкция обеспечивает непрерывный поток равного объема без завихрения. Он может работать с низкой частотой пульсации и обеспечивает плавную работу, которая требуется для некоторых приложений.
Области применения:
Перистальтический насос 360 ° Перистальтический насос - это тип поршневого насоса. Он содержит жидкость в гибкой трубке, установленной внутри круглого корпуса насоса (хотя были созданы линейные перистальтические насосы). Несколько роликов, башмаков или дворников, прикрепленных к ротору , сжимают гибкую трубку. Когда ротор вращается, часть трубки под давлением закрывается (или закупоривается), выталкивая жидкость через трубку. Кроме того, когда трубка открывается в свое естественное состояние после прохождения кулачка, она втягивает (восстанавливает) жидкость в насос. Этот процесс называется перистальтика и используется во многих биологических системах, таких как желудочно-кишечный тракт.
Плунжерные насосы представляют собой поршневые насосы прямого вытеснения.
Они состоят из цилиндра с поршнем, совершающим возвратно-поступательное движение. Всасывающий и нагнетательный клапаны установлены в головке цилиндра. Во время хода всасывания плунжер втягивается, а всасывающие клапаны открываются, вызывая всасывание жидкости в цилиндр. При прямом ходе плунжер выталкивает жидкость из выпускного клапана. Эффективность и общие проблемы: при использовании только одного цилиндра в плунжерных насосах поток жидкости варьируется от максимального потока, когда плунжер перемещается через средние положения, и нулевого потока, когда плунжер находится в крайних положениях. Когда жидкость ускоряется в системе трубопроводов, тратится много энергии. Вибрация и гидроудар могут стать серьезной проблемой. Как правило, проблемы компенсируются использованием двух или более цилиндров, не работающих синхронно друг с другом.
Триплексные плунжерные насосы используют три плунжера, что снижает пульсацию одинарных поршневых плунжерных насосов. Добавление демпфера пульсаций на выпуске насоса может еще больше сгладить пульсации насоса или график пульсаций датчика насоса. Динамическое взаимодействие жидкости под высоким давлением и плунжера обычно требует высококачественных уплотнений плунжера. Плунжерные насосы с большим количеством плунжеров имеют преимущество увеличения потока или более плавного потока без демпфера пульсаций. Одним из недостатков является увеличение подвижных частей и нагрузки на коленчатый вал.
В автомойках часто используются эти трехплунжерные насосы (возможно, без демпферов пульсаций). В 1968 году Уильям Брюггеман уменьшил размер трехцилиндрового насоса и увеличил срок его службы, чтобы на автомойках можно было использовать оборудование с меньшей площадью основания. Прочные уплотнения высокого давления, уплотнения низкого давления и масляные уплотнения, закаленные коленчатые валы, закаленные шатуны, толстые керамические плунжеры и усиленные шариковые и роликовые подшипники повышают надежность тройных насосов. Насосы Triplex сейчас представлены на множестве рынков по всему миру.
Триплексные насосы с более коротким сроком службы - обычное дело для домашнего пользователя. Человек, который использует бытовую мойку высокого давления в течение 10 часов в год, может быть доволен насосом, который проработает 100 часов между ремонтами. Триплексные насосы промышленного или непрерывного действия, находящиеся на другом конце диапазона качества, могут работать до 2080 часов в год.
В нефтегазовой отрасли бурения используются массивные триплексные насосы, перевозимые полуприцепами под названием буровой насос перекачивает буровой раствор, который охлаждает буровое долото и переносит шлам обратно на поверхность. Бурильщики используют трех- или даже пятиуровневые насосы для закачки воды и растворителей глубоко в сланцы в процессе добычи, называемом гидроразрывом.
Одно из современных применений поршневых насосов прямого вытеснения представляет собой двухпневматические двух- мембранные насосы. Эти насосы, работающие на сжатом воздухе, являются искробезопасными по конструкции, хотя все производители предлагают модели, сертифицированные по ATEX, для соответствия отраслевым нормам. Эти насосы относительно недороги и могут выполнять широкий спектр задач, от откачки воды из насыпей до перекачки соляной кислоты из безопасного хранилища (в зависимости от того, как изготовлен насос - эластомеры / конструкция корпуса). Эти двухдиафрагменные насосы могут перекачивать вязкие жидкости и абразивные материалы с щадящим процессом перекачивания, идеально подходящим для транспортировки чувствительных к сдвигу сред.
Схема канатного насоса Разработан в Китае как цепь Насосы более 1000 лет назад эти насосы можно было сделать из очень простых материалов: веревки, колеса и трубы из ПВХ достаточно, чтобы сделать простой канатный насос. Эффективность канатных насосов изучается низовыми организациями, и методы их изготовления и эксплуатации постоянно совершенствуются.
Импульсные насосы используют давление, создаваемое газом (обычно воздухом). В некоторых импульсных насосах газ, захваченный жидкостью (обычно водой), выпускается и накапливается где-то в насосе, создавая давление, которое может подтолкнуть часть жидкости вверх.
Обычные импульсные насосы включают в себя:
Вместо цикла накопления и выпуска газа давление может создаваться за счет сжигания углеводородов. Такие насосы с приводом от внутреннего сгорания напрямую передают импульс от горения через исполнительную мембрану перекачиваемой жидкости. Чтобы обеспечить такую прямую передачу, насос должен быть почти полностью изготовлен из эластомера (например, силиконовый каучук ). Следовательно, сгорание заставляет мембрану расширяться и тем самым выкачивать жидкость из соседней насосной камеры. Первый мягкий насос с приводом от внутреннего сгорания был разработан ETH Zurich.
A гидроцилиндр - это водяной насос, приводимый в действие гидроэнергетикой.
Он забирает воду при относительно низкое давление и высокий расход и вывод воды с более высоким гидравлическим напором и более низким расходом. Устройство использует эффект гидроудара для создания давления, которое поднимает часть входящей воды, которая приводит в действие насос, до точки, превышающей точку, в которой вода начинала.
Гидравлический таран иногда используются в отдаленных районах, где есть как источник низконапорных гидроэлектростанций, а также необходимость для перекачивания воды к месту назначения выше, чем высота источник. В этой ситуации часто бывает полезен гидроцилиндр, поскольку он не требует внешнего источника энергии, кроме кинетической энергии текущей воды.
A центробежный насос использует рабочее колесо с лопастями обратной стреловидности Ротодинамические насосы (или динамические насосы) представляют собой тип скоростного насоса в которая кинетическая энергия добавляется к текучей среде за счет увеличения скорости потока. Это увеличение энергии преобразуется в выигрыш в потенциальной энергии (давлении), когда скорость снижается до или по мере того, как поток выходит из насоса в нагнетательную трубу. Это преобразование кинетической энергии в давление объясняется Первым законом термодинамики, или, более конкретно, принципом Бернулли.
Динамические насосы могут быть далее подразделены в зависимости от того, как определяется прирост скорости
Эти типы насосов обладают рядом характеристик:
Практическое различие между динамическими и объемными насосами заключается в том, как они работают в условиях закрытого клапана. Поршневые насосы физически вытесняют жидкость, поэтому закрытие клапана после поршневого насоса вызывает постоянное повышение давления, которое может вызвать механический отказ трубопровода или насоса. Динамические насосы отличаются тем, что они могут безопасно работать в условиях закрытого клапана (в течение коротких периодов времени).
Такой насос также называют центробежным насосом. Жидкость входит вдоль оси или центра, ускоряется крыльчаткой и выходит под прямым углом к валу (радиально); Примером может служить центробежный вентилятор , который обычно используется для реализации пылесоса . Другой тип радиально-проточного насоса - это вихревой насос. Жидкость в них движется по касательной вокруг рабочего колеса. Преобразование механической энергии двигателя в потенциальную энергию потока происходит посредством множества завихрений, которые возбуждаются рабочим колесом в рабочем канале насоса. Обычно радиальный насос работает при более высоких давлениях и меньших расходах, чем осевой или смешанный.
Также называются «Все жидкостные насосы». Жидкость выталкивается наружу или внутрь для перемещения жидкости в осевом направлении. Они работают при гораздо более низком давлении и более высоких расходах, чем радиальные (центробежные) насосы. Насосы с осевым потоком нельзя разогнать без особых мер предосторожности. Если при низком расходе общий подъем напора и высокий крутящий момент, связанные с этой трубой, будут означать, что пусковой крутящий момент должен стать функцией ускорения для всей массы жидкости в системе труб. Если в системе большое количество жидкости, медленно ускоряйте насос.
. Насосы смешанного типа работают как компромисс между радиальными и осевыми насосами. Жидкость испытывает как радиальное ускорение, так и подъемную силу и выходит из рабочего колеса где-то между 0 и 90 градусами от осевого направления. Как следствие, насосы смешанного потока работают при более высоком давлении, чем насосы с осевым потоком, при этом обеспечивая более высокий расход, чем насосы с радиальным потоком. Угол выхода потока определяет характеристику напор-сброс по отношению к радиальному и смешанному потоку.
В нем используется струя, часто пара, для создания низкого давления. Это низкое давление всасывает жидкость и толкает ее в область более высокого давления.
Гравитационные насосы включают сифон и фонтан Герона. Гидравлический цилиндр также иногда называют гравитационным насосом; в гравитационном насосе вода поднимается под действием силы тяжести, и так называемый гравитационный насос
Паровые насосы долгое время представляли в основном исторический интерес. К ним относятся любой тип насоса, приводимый в действие паровым двигателем , а также беспоршневые насосы, такие как Thomas Savery или паровой насос Pulsometer.
В последнее время возродился интерес к маломощным солнечным паровым насосам для использования в мелких ирригационных системах в развивающихся странах. Ранее небольшие паровые двигатели были нежизнеспособны из-за растущей неэффективности по мере уменьшения размеров паровых двигателей. Однако использование современных инженерных материалов в сочетании с альтернативными конфигурациями двигателей означает, что эти типы систем теперь являются рентабельной возможностью.
Бесклапанные насосы помогают транспортировать жидкости в различных биомедицинских и инженерных системах. В бесклапанной насосной системе отсутствуют клапаны (или физические закупорки) для регулирования направления потока. Однако эффективность перекачивания жидкости в бесклапанной системе не обязательно ниже, чем у системы с клапанами. Фактически, многие гидродинамические системы в природе и в технике более или менее полагаются на бесклапанный насос для транспортировки в них рабочих жидкостей. Например, кровообращение в сердечно-сосудистой системе в некоторой степени поддерживается даже при выходе из строя клапанов сердца. Между тем, сердце эмбрионального позвоночного животного начинает перекачивать кровь задолго до развития различимых камер и клапанов. В микрофлюидике были изготовлены безклапанные импедансные насосы, которые, как ожидается, будут особенно подходящими для работы с чувствительными биожидкостями. Струйные принтеры, работающие по принципу пьезоэлектрического преобразователя, также используют бесклапанную перекачку. Камера насоса опорожняется через печатную струю из-за снижения сопротивления потока в этом направлении и заполняется капиллярным действием.
Брошенная ветряная мельница, подключенная к водяному насосу с накопителем воды баком в на переднем плане Проверка записей о ремонте насоса и средней наработки на отказ (MTBF) имеет большое значение для ответственных и добросовестных пользователей насоса. Ввиду этого факта, в предисловии к Руководству пользователя насоса 2006 года упоминается статистика «отказов насоса». Для удобства эта статистика отказов часто переводится в MTBF (в данном случае установленный срок службы до отказа).
В начале 2005 года Гордон Бак, John Crane Inc. Главный инженер полевых операций в Батон-Руж, штат Луизиана, изучил записи о ремонте ряда нефтеперерабатывающих и химических заводов, чтобы получить достоверные данные о надежности центробежных насосов. Всего в исследование были включены 15 действующих заводов, на которых установлено около 15 000 насосов. На самом маленьком из этих заводов было около 100 насосов; на нескольких заводах было более 2000. Все производственные мощности находились в США. Кроме того, они считаются «новыми», другие - «обновленными», а третьи - «установленными». Многие из этих заводов - но не все - заключили союз с Джоном Крейном. В некоторых случаях альянсный контракт предусматривал присутствие на месте технического специалиста или инженера John Crane Inc. для координации различных аспектов программы.
Однако не все заводы являются нефтеперерабатывающими заводами, и в других местах наблюдаются разные результаты. На химических заводах насосы исторически были предметом «одноразового использования», поскольку химическая атака ограничивает жизнь. В последние годы ситуация улучшилась, но несколько ограниченное пространство, доступное в «старых» сальниках, стандартизированных по DIN и ASME, накладывает ограничения на тип подходящего уплотнения. Если пользователь насоса не модернизирует камеру уплотнения, в насосе предусмотрены только более компактные и простые версии. Без этой модернизации срок службы химических установок обычно составляет от 50 до 60 процентов от значений нефтеперерабатывающего завода.
Незапланированное обслуживание часто является одной из самых значительных эксплуатационных расходов, а отказы торцевых уплотнений и подшипников являются одной из основных причин. Помните о потенциальной ценности выбора насосов, которые изначально стоят дороже, но служат гораздо дольше между ремонтами. Среднее время безотказной работы лучшего насоса может быть на один-четыре года больше, чем у его не модернизированного аналога. Учтите, что опубликованные средние значения предотвращенных отказов насосов варьируются от 2600 до 12000 долларов США. Это не включает издержки упущенной возможности. Одно возгорание насоса происходит на 1000 отказов. Меньшее количество отказов насоса означает меньшее количество разрушительных пожаров насоса.
Как уже отмечалось, типичный отказ насоса, основанный на фактических отчетах за 2002 год, стоит в среднем 5000 долларов США. Сюда входят затраты на материалы, детали, рабочую силу и накладные расходы. Увеличение среднего времени безотказной работы насоса с 12 до 18 месяцев позволит сэкономить 1667 долларов США в год, что может быть больше, чем затраты на повышение надежности центробежного насоса.
Дозирующий насос для бензина и добавки.Насосы используются в обществе для различных целей. Ранние приложения включают использование ветряной мельницы или водяной мельницы для перекачивания воды. Сегодня насос используется для орошения, водоснабжения, подачи бензина, систем кондиционирования воздуха, охлаждения (обычно называемого компрессором), перемещения химических веществ, сточные воды движение, борьба с наводнениями, морские службы и т. д.
Из-за большого разнообразия применений насосы имеют множество форм и размеров: от очень больших до очень маленьких, от перекачки газа до перекачки жидкость, от высокого до низкого давления и от большого до малого объема.
Обычно жидкостный насос не может просто всасывать воздух. Подающая линия насоса и внутренний корпус, окружающий насосный механизм, должны сначала быть заполнены жидкостью, которая требует перекачивания: оператор должен ввести жидкость в систему, чтобы начать перекачку. Это называется заливкой насоса. Потеря заливки обычно происходит из-за попадания воздуха в насос. Зазоры и коэффициенты вытеснения в насосах для жидкостей, как тонких, так и более вязких, обычно не могут вытеснить воздух из-за его сжимаемости. Так обстоит дело с большинством скоростных (ротодинамических) насосов - например, центробежных насосов. Для таких насосов положение насоса всегда должно быть ниже точки всасывания, в противном случае насос следует заполнять жидкостью вручную или использовать вторичный насос до тех пор, пока весь воздух не будет удален из линии всасывания и корпуса насоса.
Поршневые насосы обычно имеют достаточно плотное уплотнение между движущимися частями и корпусом или корпусом насоса, поэтому их можно назвать самовсасывающими. Такие насосы могут также служить в качестве заправочных насосов, так называемых, когда они используются для удовлетворения этой потребности в других насосах вместо действий, предпринимаемых человеком-оператором.
Арабское изображение поршневого насоса Аль-Джазари, ок. 1206. 
Первое европейское изображение поршневого насоса , автор Таккола, ок. 1450. 
Орошение осуществляется за счет откачки с помощью насоса непосредственно из Gumti, на заднем плане, в Comilla, Бангладеш.Один вид Из насосов, когда-то распространенных во всем мире, был водяной насос с ручным приводом, или «кувшинный насос». Его обычно устанавливали над общественными водозаборными колодцами еще до того, как водопровод был водопроводным.
В некоторых частях Британских островов его часто называли приходским насосом. Хотя такие общественные насосы больше не являются обычным явлением, люди все еще использовали выражение приходской насос, чтобы описать место или форум, где обсуждаются вопросы, представляющие интерес для местных жителей.
Поскольку вода из насосов-кувшинов поступает непосредственно из почвы, это более подвержен загрязнению. Если такую воду не фильтровать и не очищать, ее употребление может привести к желудочно-кишечным или другим заболеваниям, передаваемым через воду. Печально известный случай - вспышка холеры на Брод-стрит в 1854 г.. В то время не было известно, как передается холера, но врач Джон Сноу заподозрил зараженную воду и приказал вынуть ручку общественной помпы; затем вспышка утихла.
Современные ручные коммунальные насосы считаются наиболее устойчивым и недорогим вариантом безопасного водоснабжения в условиях ограниченных ресурсов, часто в сельских районах развивающихся стран. Ручной насос открывает доступ к более глубоким грунтовым водам, которые часто не загрязнены, а также повышает безопасность колодца, защищая источник воды от зараженных ведер. Такие насосы, как насос Afridev, дешевы в сборке и установке и просты в обслуживании с помощью простых деталей. Однако нехватка запасных частей для насосов этого типа в некоторых регионах Африки снизила их полезность в этих регионах.
Применение многофазных насосов, также называемых трехфазными, расширилось из-за увеличения активности бурения нефтяных скважин. Кроме того, экономичность многофазного производства привлекательна для операций по разведке и добыче, поскольку это приводит к более простым и компактным установкам на месте, снижению затрат на оборудование и повышению производительности. По сути, многофазный насос может сочетать все свойства потока жидкости с помощью одной единицы оборудования, занимающей меньшую площадь. Часто два небольших многофазных насоса устанавливаются последовательно вместо одного массивного насоса.
Для операций в середине и вверх по течению многофазные насосы могут быть расположены на берегу или в море и могут быть подключены к одной или нескольким устьям скважин. В основном, многофазные насосы используются для транспортировки неочищенного потока, добываемого из нефтяных скважин, в производственные процессы или сооружения для сбора. Это означает, что насос может обрабатывать поток (поток из скважины) от 100% газа до 100% жидкости и любые возможные комбинации между ними. Поток также может содержать абразивные материалы, такие как песок и грязь. Многофазные насосы предназначены для работы в изменяющихся или непостоянных условиях процесса. Многофазная перекачка также помогает устранить выбросы парниковых газов, поскольку операторы стремятся свести к минимуму сжигание газа и удаление воздуха из резервуаров, где это возможно.
Ротодинамический насос с одним единственным валом, для которого требуются два механических уплотнения, в этом насосе используется осевое рабочее колесо открытого типа. Его часто называют насосом Посейдона, и его можно описать как нечто среднее между осевым компрессором и центробежным насосом.
Двухвинтовой насос состоит из двух винтовых соединений, которые перемещают перекачиваемую жидкость. Двухвинтовые насосы часто используются при перекачивании В условиях пинга присутствуют большие объемные доли газа и изменяющиеся условия на входе. Для уплотнения двух валов требуются четыре механических уплотнения.
Если насос не подходит для центробежного насоса, вместо него используется винтовой насос. Винтовые насосы прогрессивного действия - это одновинтовые насосы, которые обычно используются в неглубоких скважинах или на поверхности. Этот насос в основном используется на поверхности, где перекачиваемая жидкость может содержать значительное количество твердых частиц, таких как песок и грязь. Объемный КПД и механический КПД винтового насоса увеличивается с увеличением вязкости жидкости.
Эти насосы в основном являются многоступенчатыми центробежными насосами и широко используются в нефти хорошо аппликации как метод искусственного подъема. Эти насосы обычно используются, когда перекачиваемая жидкость в основном жидкая.
Буферный резервуар Буферный резервуар часто устанавливается перед всасывающим патрубком насоса в случае пробкового потока. Буферный бак прерывает энергию жидкой пробки, сглаживает любые колебания входящего потока и действует как уловитель песка.
Как видно из названия, многофазные насосы и их механические уплотнения могут сталкиваться с большими вариациями условий эксплуатации, такими как изменение состава технологической жидкости, колебания температуры, высокое и низкое рабочее давление и воздействие абразивных / эрозионных сред. Задача состоит в выборе соответствующего механического устройства уплотнения и поддержки системы для обеспечения максимизируется срок службы уплотнения и его общую эффективность.
Насосы обычно оценили лошадиных сил, объемный расход, давление на выходе в метрах (или футах) напора, на входе всасывание в футах (или метрах) напора на всасывании. Напор можно упростить, указав количество футов или метров, на которое насос может поднять или опустить столб воды при атмосферном давлении.
С точки зрения первоначального проектирования инженеры часто используют величину, называемую специфической. скорость для определения наиболее подходящего типа насоса для конкретной комбинации расхода и напора.
Мощность, передаваемая жидкости, увеличивает ее энергию на единицу объема. Таким образом, соотношение мощности находится между преобразованием механической энергии насосного механизма и жидкостных элементов внутри насоса. Как правило, это регулируется серией одновременных дифференциальных уравнений, известных как уравнения Навье – Стокса. Однако можно использовать более простое уравнение, связывающее только разные энергии в жидкости, известное как уравнение Бернулли. Следовательно, мощность P, необходимая насосу:
где Δp - изменение общее давление между входом и выходом (в Па), и Q, объемный расход жидкости указывается в м / с. Общее давление может иметь компоненты гравитации, статического давления и кинетической энергии ; то есть энергия распределяется между изменением гравитационной потенциальной энергии жидкости (подъем или спуск), изменением скорости или изменением статического давления. η - это КПД насоса, который может быть предоставлен производителем, например, в форме a, и обычно выводится из моделирования гидродинамики (т.е. решений Навье – Стокса для конкретного насоса геометрия), либо путем тестирования. Эффективность насоса зависит от конфигурации насоса и условий эксплуатации (таких как скорость вращения, плотность и вязкость жидкости и т. Д.)
Для типичной «перекачивающей» конфигурации работа передается жидкости и, таким образом, является положительной. Для жидкости, передающей работу насосу (например, турбина ), работа отрицательна. Мощность, необходимая для привода насоса, определяется делением выходной мощности на КПД насоса. Кроме того, это определение включает насосы без движущихся частей, такие как сифон.
КПД насоса определяется как отношение мощности, передаваемой жидкости насосом, к мощности поставляется для привода насоса. Его значение не является фиксированным для данного насоса, эффективность зависит от нагнетания и, следовательно, рабочего напора. Для центробежных насосов эффективность имеет тенденцию увеличиваться с увеличением расхода до точки, находящейся в середине рабочего диапазона (пиковая эффективность или точка максимальной эффективности (BEP)), а затем снижается при дальнейшем увеличении скорости потока. Подобные данные о производительности насоса обычно предоставляются производителем перед выбором насоса. Эффективность насоса со временем снижается из-за износа (например, увеличения зазоров по мере уменьшения размера крыльчатки).
Когда в систему входит центробежный насос, важной проблемой проектирования является согласование характеристики потери напора-расхода с насосом, чтобы он работал на уровне максимальной эффективности или близко к нему.
КПД насоса является важным аспектом, и насосы следует регулярно проверять. Термодинамическое испытание насоса - один из методов.
.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с насосами. |
