Сравнительный анализ работы насосов различных типов.

Рассмотренные ранее типы насосов различны по сложности конструктивного оформления, по принципу действия, по производительности и развиваемому напору и их взаимному влиянию, по величине коэффициента полезного действия, по металлоемкости, по непрерывности подачи и т.д. Указанные факторы определяют достоинства и недостатки насосов и их область применения.

Центробежные насосы. Наибольшее распространение в химической промышленности получили центробежные насосы, характеризуемые рядом положительных качеств. К ним относятся: высокая производительность и равномерность подачи, компактность и быстроходность (возможность непосредственного присоединения к электродвигателю); простота устройства, что позволяет изготавливать их из химически стойких, трудно поддающихся механической обработке материалов (например, ферросилида, керамики и т.д); возможность перекачивания жидкостей, содержащих твердые взвешенные частицы, благодаря большим зазорам между лопатками; возможность установки на легких фундаментах.

К.п.д. наиболее крупных центробежных насосов достигает 0,95 (к.п.д. поршневых насосов 0,9). Однако центробежные насосы небольшой и средней производительности имеют к.п.д. на 10 - 15% ниже, чем поршневые.

К недостаткам центробежных насосов следует отнести относительно низкие напоры, а также уменьшение производительности при увеличении сопротивления сети и резкое снижение к.п.д. при уменьшении производительности.

Осевые насосы применяются для перемещения больших объемов жидкостей при относительно невысоких напорах, т.е. по сравнению с центробежными насосами осевые насосы имеют значительно большую подачу, но меньший напор. К.п.д. высокопроизводительных осевых насосов достигает 0,9 и выше.

Вихревые насосы. Достоинством вихревых насосов по сравнению с центробежными является то, что при равных размерах рабочего колеса и угловой скорости, вихревые насосы развивают значительно больший напор, чем центробежные.

Недостатком вихревых насосов является сравнительно невысокий к.п.д. и быстрый износ их деталей при работе с загрязненными жидкостями.

Струйные насосы и газлифты. Струйные насосы просты по устройству, надежны в работе, что является их достоинством. Применяются для откачки воды из скважин, для смешения холодной и горячей воды теплофикационных сетей, а также там, где недопустимо наличие трущихся деталей в насосе.

К недостаткам струйных насосов относятся низкая величина к.п.д. из - за потерь напора в самом насосе и большой расход рабочей жидкости под давлением. Следует учитывать и то, что их можно применять только в том случае, если допустимо смешение рабочей и перекачиваемой жидкостей.

Газлифты просты по устройству и надежны в работе. Они применяются для подъема жидкости из глубоких скважин. В химической промышленности - для осуществления ряда процессов взаимодействия газов и жидкости при ее интенсивной циркуляции, а также для подачи агрессивных жидкостей. Основным недостатком газлифтов является их низкий к.п.д.

Поршневые насосы. Положительными качествами поршневых насосов являются: независимость их производительности от развиваемого напора, т.е. возможность подачи небольших количеств жидкости под высоким давлением; осуществление их пуска в ход без предварительной заливки всасывающего трубопровода; высокий к.п.д.

Поршневые насосы обладают рядом недостатков, ограничивающих область их применения. К основным недостаткам относятся: 1 - громоздкость, большая металлоемкость и высокая стоимость, сложность их конструкции; 2 - возвратно - поступательное движение поршня, вызывающее необходимость применения для их привода кривошипно - шатунного механизма и монтажа насосов на тяжелых фундаментах; 3 - большая занимаемая площадь; 4 - наличие клапанов, требующих постоянного ухода и ремонта, а также исключающих возможность перекачивание жидкостей, содержащих взвешенные твердые частицы; 5 - неравномерность всасывания и нагнетания жидкости.

Производительность поршневых насосов по причинам конструктивного характера обычно ограничена примерно 0,04 м³/с.

Поршневые насосы применяют лишь при сравнительно небольших подачах и высоких давлениях, для перекачивания вязких жидкостей, для дозировки жидких сред.

Разновидностью поршневого насоса одинарного действия является мембранные насосы, которые применяются для перекачивания агрессивных и загрязненных жидкостей.

Роторные насосы. Основными отличиями роторных насосов от поршневых и их достоинствами являются: отсутствие клапанов, простота привода насоса от двигателя и равномерность подачи.

Шестеренные насосы могут работать с сильновязкими и густыми жидкостями. Недостатками насоса являются низкий к.п.д. насоса (0,6 - 0,7), небольшая производительность и высокие требования к чистоте перекачиваемой жидкости.

Пластинчатые насосы применяются также для перекачки чистых и вязких жидкостей, но в отличие от шестеренных, они имеют большую производительность.

Винтовые насосы применяются для перекачивания чистых и вязких жидкостей. Эти насосы быстроходны, бесшумны, компакты. Производительность их не изменяется практически при изменении давления и достигает 0,1 м³/с; развиваемое давление 30 МПа, частота вращения 330 об/с. К.п.д. этих насосов достаточно высок и лежит в пределах 0,75 - 0,80.

Компрессорные машины.

В химической промышленности широко распространенны процессы, которые осуществляются в газовой фазе при давлениях значительно отличающихся от атмосферного. Интервал этих давлений лежит в пределах от 10^-3 до 10¹⁰ Па. В этих условиях при сжатии и транспортировании газов следует учитывать их сжимаемость, т.е. изменение плотности r или удельного объема , что приводит к изменению внутренней энергии газа и его температуры.

Машины, предназначенные для сжатия и перемещения газов, называются компрессорными машинами.