Струйные насосы

Явление кавитации.

Неправильно спрофилированный спиральный канал центробежного насоса нередко является причиной кавитации - нарушение сплошности потока жидкости, появления в нём областей пониженного давления, заполняемых выделяющимися парами жидкости. Эти области (разряжённые пространства) обычно возникают у стенок, ограничивающих поток жидкости.

При работе центробежного насоса может возникнуть кавитация. Если давление во всасывающей полости падает ниже давления вскипа­ния перекачиваемой жидкости при данной температуре, то появляю­щиеся паровые пузыри вместе с потоком жидкости попадают в область высокого давления нагнетания и там мгновенно конденсируются. При этом образуются пустоты (каверны), в которые устремляется жидкость, создавая гидравлические удары, шум и вибрацию насоса. Подача и кпд насоса значительно снижаются. В областях пониженного дав­ления ломимо паров из жидкости выделяются растворенные в ней га­зы и воздух. Поверхности деталей насоса подвергаются эрозии и кор­розии от воздействия воздуха и газов. Развитию кавитации способст­вуют острые кромки и шероховатость стенок, резкие повороты потока.

Аналогичные явления могут наблюдаться во всасывающей части насоса при большой высоте всасывания или при повышенной температуре перекачиваемой жидкости. При кавитации резко снижается подача насоса, а его детали подвергаются быстрому механическому и химическому местным разрушениям.

Для предупреждения кавитации в насосах нужно снижать высоту всасывания, применять устройства, уменьшающие её высоту, устранять неплотности, уменьшать гидравлические сопротивления путём создания плавных переходов в каналах и гладких поверхностей на тракте движения жидкости.

Для предотвращения кавитации давление во всасывающем тракте должно быть больше давления насыщенного пара перекачиваемой жид­кости. Кроме того, не следует превышать высоту всасывания насоса, не перекачивать жидкость с высокой температурой, своевременно устранять подсос воздуха во всасывающем трубопроводе.

Основное условие предотвращения кавитации состоит в том, чтобы давление при входе на рабочее колесо было больше давления паров перекачиваемой жидкости.

Из конструкционных материалов более других подвержены кавитационному разруше­нию чугун и углеродистая сталь.

Струйные насосы (эжектор, инжектор) - устройства, в которых в результате движения струи жидкости, вытекающей из канала сужающегося сопла, имеющего определённую форму, достигается перепад давлений (∆P) и, тем самым обеспечивается перекачка жидкости (газа). В качестве рабочего тела может применяться вода от системы водотушения (водоструйный насос) или пар (пароструйный насос).

При подаче рабочего тела под давлением в сопловой аппарат, происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую и рабочее тело истекает из сопла с большой скоростью. В камере смешения при этом создаётся разряжение, куда под действием потока давлений будет подсасываться отливная жидкость. Рабочее тело подхватывает отливную жидкость в камере смешения и по отливному трубопроводу выносит её в цистерну или за борт.

Таким образом образован струйный насос, который работает только на отсасывающих магистралях при давлении окружающей среды. Такие насосы называются эжекторами.

Если после камеры смешения в одном корпусе эжектора поставить термодинамический диффузор, то отсасываемая жидкость (смесь) в этом диффузоре приобретёт давление. В этом случае струйный насос называется инжектором, который может работать на преодоление давления окружающей среды.

Преимущества:

· используется для откачки загрязнённых вод с механическими примесями (зачистка трюмов);

· отсутствие движущихся деталей;

· возможность сухого всасывания.

Недостатки:

· низкий общий КПД;

· невозможность регулирования подачи;

· срыв подачи из-за неплотностях в системе.

Струйные насосы не имеют движущихся частей. Принцип работы струйного насоса заключается в преобразовании энергии струи пара или воды, которые проходят через сопло, затем через диффузор. В зависимости от того, что перекачивает насос, его называют паро- или водоструйным.

Пароструйные насосы используют на судах главным образом как вакуумные для отсоса воздуха из коденсаторов.

Водоструйные насосы применяют как осушительные для удаления рассола и воздуха в водоопреснительных установках.