Насос — устройство для перекачки жидкостей¶

Насос — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию (обычно от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания или турбины) в энергию перекачиваемой жидкости, увеличивая её давление и/или кинетическую энергию. Насосы применяются для подачи, транспортировки и повышения давления жидких сред — воды, нефтепродуктов, химических растворов, шламов и суспензий.

¶Принцип работы

В отличие от компрессора, который сжимает газ, насос работает с несжимаемой жидкостью. Принцип действия любого насоса сводится к созданию разности давлений: на входе (всасывании) формируется пониженное давление, под действием которого жидкость поступает в рабочую полость, а на выходе (напоре) — повышенное, за счёт которого жидкость перемещается по трубопроводу.

По характеру воздействия на жидкость насосы делятся на две большие группы:

• Динамические — сообщают жидкости непрерывную кинетическую энергию, которая затем преобразуется в энергию давления. К ним относятся центробежные, вихревые, струйные и электромагнитные насосы.
• Объёмные (позитивные) — вытесняют жидкость из рабочей камеры дискретными порциями, создавая давление за счёт механического воздействия стенок камеры. К ним относятся поршневые, шестерёнчатые, винтовые, диафрагменные, роторно-лопастные и другие.

¶Основные типы

¶Центробежный насос

Самый распространённый тип. Рабочее колесо с лопатками вращается в корпусе-спиральном кожухе; жидкость, поступающая в центр колеса (в улитку), под действием центробежной силы перемещается к периферии, разгоняется и попадает в напорный патрубок. КПД центробежных насосов достигает 70–85 %, они способны подавать большие объёмы жидкости и работать при высоких давлениях. Разновидности: консольные, вертикальные погружные, многоступенчатые (для создания высокого напора), канальные, самовсасывающие.

¶Поршневой насос

Относится к объёмным. Поршень, перемещающийся в цилиндре, вытесняет жидкость через систему клапанов. Поршневые насосы создают высокое давление (до сотен мегапаскалей в специальных конструкциях), применяются в приводных гидросистемах, водопроводных сетях, буровых установках. Могут быть однопоршневыми и многопоршневыми, с прямым и кривошипным приводом.

¶Шестерёнчатый насос

Объёмный тип, в котором жидкость перекачивается между зубьями двух сцепляющихся шестерён и стенками корпуса. Отличается простотой конструкции, компактностью, стабильной подачей. Широко используется в гидравлических системах транспорта и промышленного оборудования.

¶Винтовой насос

Жидкость перемещается винтовыми (спиральными) каналами между вращающимся винтом и обоймой. Применяется для вязких жидкостей, шламов, пищевых продуктов. Существуют одновинтовые (моно-винтовые) и двухвинтовые конструкции.

¶Диафрагменный насос

Рабочий орган — гибкая мембрана (диафрагма), совершающая возвратно-поступательные движения. Герметичность полости обеспечивает безопасную перекачку агрессивных, токсичных и абразивных жидкостей. Привод может быть пневматическим, механическим или электромагнитным.

¶Электромагнитный (индукционный) насос

Использует электромагнитное поле для перемещения жидких металлов и электропроводящих жидкостей. Применяется в металлургии (перекачка расплавов), атомной энергетике (жидкометаллические контуры охлаждения).

¶Струйный (эжекторный) насос

Работает за счёт энергии рабочей струи: поток под высоким давлением через сопло создаёт разрежение, всасывающее перекачиваемую жидкость. Не имеет подвижных частей, применяется в химической промышленности, системах водоснабжения.

¶Классификация по назначению

¶Основные характеристики

• Подача (производительность) — объём жидкости, перекачиваемый за единицу времени (м³/ч, л/мин, м³/с).
• Напор (полный) — высота столба жидкости, на которую насос способен поднять жидкость, измеряется в метрах или пересчитывается в давление (МПа, бар).
• КПД — отношение полезной гидравлической мощности к мощности на валу.
• NPSH (полная высота всасывания) — характеристика, определяющая минимальное давление на входе, необходимое для предотвращения кавитации.

¶Применение

Насосы — одна из наиболее массовых категорий промышленного оборудования. Они используются в коммунальном хозяйстве (водоснабжение, канализация, полив), энергетике (циклы пара и воды на ТЭС, системы охлаждения), нефтегазовой отрасли (транспортировка сырья и продуктов переработки), металлургии, химической и пищевой промышленности, сельском хозяйстве, судостроении (балластные и пожарные системы), транспорте (топливоподкачивающие и гидравлические системы). В быту насосы применяются в системах отопления, повышения давления в водопроводе, дренажных и скважинных установках.

¶История

Первые водоподъёмные устройства — поршневые и центробежные — появились в Древнем Египте и Риме. Центробежный принцип впервые реализован в 1830-х годах, а массовое промышленное производство центробежных насосов началось в конце XIX века с развитием паровых машин и электродвигателей. В России крупными производителями насосного оборудования исторически являются «Насосэнергомаш» (Люберцы), «Кирсановский насосный завод», «Донской насосный завод» и другие предприятия.

Источники:

• Бронников И. Е. «Насосы и насосные станции»
• Фролов И. Т. «Справочник по насосам»
• ГОСТ 6134-2018 «Насосы центробежные. Общие технические условия»
• Справочник «Машиностроение», т. 11