Глава 3
ПОЖАРНЫЕ НАСОСЫ
Из всего многообразия пожарного оборудования насосы представляют наиболее важный и сложный их вид. В пожарных автомобилях различного назначения используется разнообразная номенклатура насосов, работающих по различным принципам. Насосы, прежде всего, обеспечивают подачу воды на тушение пожаров, работу таких сложных механизмов, как автолестницы и коленчатые подъемники. Насосы применяются во многих вспомогательных системах, таких, как вакуумные системы,
гидроэлеваторы и др. Широкое применение насосов обусловлено особенностями их рабочих характеристик, что обеспечивает эффективное применение их для выполнения различных функций.
Классификация насосов
Насосами называются гидравлические машины, предназначенные для перемещения жидкости и сообщения ей механической энергии.
По принципу действия насосы разделяются на три группы: объемные, струйные и лопастные (рис.3.1). Действие объемных насосов основано на применении потенциальной энергии перекачиваемой жидкости, а струйных и лопастных – на применении кинетической энергии.
|
|
Рис.3.1.
Насосы могут классифицироваться по назначению, конструктивному исполнению, величинам подачи перекачиваемой жидкости и напора, и т.д. На оперативных машинах пожарной и аварийно-спасательной службы применяются насосы всех трех видов (обозначенная область А на рис.3.1).
Устанавливаемые на пожарных автомобилях насосы, выполняют различные функции. Они прежде всего обеспечивают подачу воды из автоцистерн на тушение пожаров. Ряд из них выполняют вспомогательные функции – обеспечивают забор воды центробежными насосами из естественных и искусственных водоисточников. На специальных ПА они используются в качестве приводов механизма в гидравлических системах управления, например, автолестниц и автоколенчатых подъемников (рис.3.2).
НАСОСЫ |
ПОДАЧА ОВ |
ВАКУУМНЫЕ СИСТЕМЫ |
ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ |
Центробежные |
Струйные |
Шестеренные |
Струйные |
Шиберные |
Поршневые |
Водокольцевые |
Шестеренные |
Аксиально-поршневые |
Рис. 3.2. Область применения насосов
Работа всех насосов с механическим приводом характеризуется двумя процессами: всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости. При этом насос любого типа характеризуется величиной подачи жидкости, развиваемым напором, высотой всасывания, величиной коэффициента полезного действия и эффективной мощности.
Подачей насоса называется объем жидкости, перекачиваемой в единицу времени, Q, л/с.
Напором насоса называется разность удельных энергий жидкости после и до насоса. Его величину измеряют в метрах водяного столба, Н, м.
|
|
Напор Н, развиваемый насосом, должен (рис.3.3) подъем воды на высоту Н г, преодолеть сопротивление перемещению во всасываемых рукавах h вс и напорных рукавах h н и обеспечить требуемый напор на стволе Н ств.
Учитывая незначительное расстояние между z 1 и z2, принимают:
z 1 - z2 = 0, тогда, высоту всасывания по рукавной линии принимают равной расстоянию от поверхности воды до центра насоса. Можно записать
Н = Н г + h вс + h н + Н ств, м(3.1)
Потери во всасывающей и напорной линиях определяют по формуле
h вс = S вс Q2, м и h н = S н Q 2,м (3.2)
где S вс и S н – коэффициенты сопротивления рукавов линий всасывания и нагнетания.
Эффективная мощность насоса расходуется на совершение работы по перемещению определенного объема жидкости Q с плотностью ρ c напором Н, м:
Ne = ρ gQH, Вт(3.3)
Мощность, потребляемая насосом, равна
Рис. 3.3. Схема насоса, установленного на водоисточник: 1 – насос; 2 – всасывающий патрубок; 3 – коллектор; 4 – напорная задвижка; 5 – рукавная линия; 6 – ствол; 7 – всасывающая сетка; 8 – всасывающий рукав |
Полный КПД ηнасоса определяют по формуле
η = ηо ηг ηм, (3.5)
где ηо, ηг и ηм – КПД объемный, гидравлический и механический.