Давлением насоса (р) называется приращение энергии, сообщенное насосом единице массы жидкости, выраженное в единицах давления.

Дата: 2025-06-02; Просмотры: 21
Оценка:
0.00 из 5.00 — оценок
Скачиваний: 0

Энергия (ρ • g • z), затрачиваемая на подъём жидкости в насосе, и энергия (ρ • (vH² - vB²)/2), затрачиваемая на повышение скорости жидкости, невелики по сравнению с величиной энергии (pH - pB), которая затрачивается на повышение давления. Поэтому на практике пренебрегают небольшими величинами вышеуказанных энергий и исполь­зуют для расчетов величину

p = pH - pB Па.

Напор насоса.

Различают два напора: теоретический и действительный.

Напором насоса называют приращение энергии, сообщенное насосом единице массы жидкости, выраженное в метрах столба жидкости, перекачиваемой насосом.

Теоретическим напором называют напор насоса без учета потерь энергии на преодоление гидравлического сопро­тивления в насосе (HT), выраженном в метрах.

Действительным называется напор насоса, в котором учитываются потери на преодоление гидравлического сопро­тивления в насосе:

H = HT • ηГ,

где ηГ = Н/ HT — гидравлический КПД насоса.

Для грузовых насосов газовозов принимается pB = 0, поэтому на практике величину напора насоса рассчитывают по формуле:

Н = р , м

ρ •g

Высота всасывания насоса

HB = р B - р B - v ² , м

ρ •g ρ •g 2g

где рB — давление над поверхностью жидкости в грузовом танке, Па (1 Па = 0,102 мм вод. ст.).

Геометрической высотой г всасывания насоса называют величину ЦТ сечения потока жидкости при входе в насос над уровнем жидкости в расходной цистерне — грузовом танке, м.

Вакуумметрическоч высотой всасывания насоса называют величину разрежения при входе жидкости в насос.

Отрицательное значение величины HB называется подпором насоса.

Мощность насоса — это работа, выполненная насосом, отнесенная к единице времени. Различают следующие мощности:

• теоретическую;

• полезную;

• подведенную к насосу.

Теоретическая мощность N T — это расчетная мощность насоса без учета потерь энергии.

Значение находят как

N T = ρ •g • QT • HT , Вт.

Полезная мощность насоса N T — это мощность, полезно сообщенная насосом потоку жидкости, или мощность, рассчитанная с учетом объемных и гидравлических потерь насоса.

Значение можно найти как

N П = ρ •g • Q • H , Вт.

Мощность, подведенная к насосу, — это мощность насоса с учетом объемных, гидравлических и механических потерь:

N Н = ρ • g • Q • H

ηН

где (ηН = ηО • ηГ • ηМ) — КПД насоса ;

ηM = N П ‘

N П – N M — механический КПД насоса, который учитывает потери на трение в подшипниках, уплотнеиях вала насоса;

N M — мощность, затрачиваемая на преодоление механических потерь.

ТИПЫ НАСОСОВ ГРУЗОВЫХ СИСТЕМ ГАЗОВОЗОВ

В настоящее время на газовозах используются центробежные насосы полупогружного или полностью погружного типа. Насосы полупогружного типа устанавливаются в колодце грузового танка, привод насоса располагается на куполе грузового танка. Насосы полнопогружного типа (моноблочные) представляют собой компактный механизм, объединенный с приводом насоса общим герметичным кожухом.

Погружные грузовые насосы (рис. 81), которые наиболее часто встречаются на газовозах, включают в себя следующие узлы: цент­робежный трехступенчатый насос 1; колонну насоса 2, головку насо­са 3, коффердам 4; упорный подшипник 5, сильфон масляного затво­ра 6.

Насосы изготовляют в виде единого блока, состоящего из трех одноступенчатых центробежных насосов, рабочие колеса которых (импеллеры) посажены на общий вал и соединены нагнетательными патрубками. Колонна насоса представляет собой нагнетательный тру­бопровод, внутри которого расположен приводной вал насоса. Внутри колонны — опорные подшипники промежуточных валов. Верхняя часть колонны крепится к головке насоса, которая, в свою очередь, пред­ставляет собой опорную или несущую часть насоса и размещается на куполе танка. В верхней части головки насоса устанавливаются опор­ный подшипник вала насоса, механический сальник и масляный уп­лотнитель, предохраняющий от протечек газа из танка. Давление масла в коффердаме должно быть несколько выше, чем давление паров в грузовом танке, что обеспечивается установкой сильфонного аппа­рата для поддержания необходимой разницы давлений.

Грузовые насосы с электромотором, расположенным на куполе танка, предпочтительнее с точки зрения эксплуатации и пожаробезо-пасности, однако их применение ограничивается лишь судами сред­них размеров, поскольку увеличение размеров грузовых танков вле­чет за собой и увеличение длины промежуточных валов, обеспечи­вающих привод насоса, что,

Рис. 81. Трехступенчатый погружной насос с электроприводом

в свою очередь, приводит к возникновению значитель­ных поперечных нагрузок на направляющие подшипни­ки вала. Под действием по­перечной составляющей мас­сы вала возникает

 

знакопе­ременная нагрузка на на­правляющие подшипники, усиливается вибрация вала, повышается интен­сивность износа подшипников и уплотнений вала. Очевидными недостатками таких насосов являются сложность конструкции провода насоса, большая масса и габариты привода, трудности при ремонте и обслуживании.

Перечисленные выше недостатки отсутствуют у так называемых полно-погружных моноблочных насосов (рис. 82). Насосы такого типа обычно ис­пользуются на газовозах большей вместимости. Вал рабочего колеса насоса одновременно является валом электродвигателя. Корпус насоса и кожух элек­тродвигателя представляют собой единый блок. Моноблок устанавливается в герметичном контейнере. В свободное пространство между моноблоком и контейнером подается груз, который одновременно является и смазкой под­шипников, и охлаждающим агентом для электродвигателя. В нижней части насоса находится индьюсер (inducer) — осевая ступень насоса. Необходи­мость установки дополнительной ступени насоса объясняется высокой часто­той вращения его рабочего колеса, что позволяет уменьшить диаметр рабо­чего колеса и соответственно его габариты. Но при высокой частоте враще­ния рабочего колеса резко увеличивается скорость потока жидкости и пони­жается давление при входе в межлопастные каналы колеса насоса. В резуль­тате этого появляется опасность возникновения кавитации.

 

Рис. 82. Полнопогружной моноблочный насос

 

 

 


Рис. 83. Вертикальный бустерный насос Рис. 84. Горизонтальный бустерный насос

Для того чтобы избежать возникновения кавитации, не­обходимо повысить давление перед рабочим колесом. Это достигается с помощью установки дополнительной осевой сту­пени насоса 7. Перед рабочим колесом дополнительной осе­вой ступени размещают лопастной направляющий аппарат 7, препятствующий закручиванию потока жидкости, следстви­ем чего является увеличение напора.

 

За рабочим колесом находится лопастной выправляющий аппарат б, в котором скорость, сообщенная жидкости ра­бочим колесом, преобразуется в давление, что предотвра­щает закручивание потока перед рабочим колесом основно­го насоса.


Рис. 85. Устройство эжектора

 

В танке насос такого типа устанавливают в колодце на специальные опоры с помощью опорного фланца 2. Во из­бежание протечек паров груза по валу в дополнение к механическому сальнику 3 на выходе вала из купола танка ставят масляный затвор 4, давление в котором несколько выше, чем в грузовом танке. Поддержание избыточного давления в масляном затворе обеспечивает сильфонный аппарат 5.

Бустерные насосы. Береговые емкости для хранения сжиженного газа обычно находятся на довольно большом удалении от терминала, а иногда и на значительной высоте над уровнем моря. Такое расположение береговых емко­стей приводит к тому, что давления грузовых насосов, установленных в грузовых танках судна, может быть недоста­точно для преодоления сопротивления трубопровода и давления столба жидкости в трубопроводе и береговой емкости.

Учитывая вышесказанное, а также тот факт, что иногда возникает необходимость производить выгрузку груза с его подогревом (при значительном повышении давления в магистрали), все газовозы оборудуют бустерными насоса­ми. В результате последовательного подключения грузовых и бустерных насосов в грузовом трубопроводе давление может быть повышено до необходимой величины (25—28 бар).

В качестве бустерных насосов обычно используются центробежные насосы с вертикальным (рис. 83) или гори­зонтальным (рис. 84) расположением приводного вала. Особенностью устройства таких насосов является наличие в их конструкции коффердама, который заполняется маслом. Давление масла в коффердаме контролируется маномет­ром. Привод бустерных насосов осуществляется обычно электродвигателями с постоянной частотой вращения.

Эжекторы являются разновидностью струйных насосов (рис. 85). При подаче рабочей струи в эжектор в камере 7 создается разряжение и происходит засасывание перекачиваемой жидкости в рабочую камеру. На газовозах эжекторы в основном используются для осушения межбарьерных пространств в случае аварийных протечек груза из грузовых танков. В качестве рабочей жидкости в данном случае используется груз. Из межбарьер­ного пространства протечки можно откачать обратно в грузовой танк.

Вообще эжекторы предназначены для откачки воды из коффердамов, цепных ящиков, льяльных колодцев и т. д. В качестве рабочей жидкости используется забортная вода, подаваемая на эжектор по пожарной магистрали.