수중펌프 바퀴의 처리. 하수 펌프 임펠러의 기하학적 형태가 작동 신뢰성 및 서비스 수명에 미치는 영향

일상 생활과 산업 분야에서 원심 펌프가 널리 사용되는 이유는 성능 특성그리고 디자인의 단순함. 을 위한 올바른 선택설치 원심 펌프의 설계와 주요 유형을 고려하십시오.

샤프트에 있는 장치의 나선형 하우징에는 임펠러(또는 여러 개)가 있습니다. 다단 펌프). 이는 전면 및 후면 디스크(또는 후면만)로 구성되며 그 사이에 블레이드가 있습니다.

펌핑된 액체는 흡입(수용) 파이프를 통해 휠 중앙부로 공급됩니다. 샤프트는 전기 모터로 구동됩니다. 원심력으로 인해 물이 임펠러 중앙에서 주변으로 밀려납니다. 이로 인해 휠 중앙에 희박한 공간이 생성됩니다. 저기압. 이는 새로운 물의 유입을 촉진합니다.

임펠러 주변에서는 그 반대입니다. 물은 압력을 받고 배출(배출) 파이프를 통해 파이프라인으로 빠져나가는 경향이 있습니다.

원심 펌프의 종류

  1. 임펠러 수에 따라(단계) 원심 분리기는 구별됩니다.
    • 단일 단계 – 하나의 작업 단계(휠)가 있는 모델;
    • 다단계 - 샤프트에 여러 개의 바퀴가 있습니다.
  1. 임펠러 디스크 수에 따라:
    • 전면 및 후면 디스크 포함 - 저압 네트워크 또는 두꺼운 액체 펌핑에 사용됩니다.
    • 후면 디스크에만 해당됩니다.
  1. :
    • 수평의;
    • 수직의.
  1. 생성된 수압의 양에 따라원심 펌프는 다음과 같습니다.
    • 낮은(최대 0.2MPa) 압력;
    • 중간(0.2-0.6 MPa) 압력;
    • 높음(0.6 MPa 압력부터).
  1. 흡입관의 수와 위치에 따라:
    • 단방향 흡입;
    • 양면 흡입으로.
  1. 설치의 회전 속도에 따라:
    • 고속 (고속) - 이 모델에서는 임펠러가 슬리브에 있습니다.
    • 정상적인 실행;
    • 천천히 움직이는.
  1. 액체 제거 방법으로:
    • 나선형 배출구가 있는 모델 - 물 덩어리가 블레이드 주변에서 직접 배출됩니다.
    • 블레이드형 배출구 - 액체가 블레이드가 있는 가이드 베인을 통해 배출됩니다.
  1. 그 목적에 따르면:
    • 하수;
    • 수도관 등
  1. 구동 모터에 설치물을 연결하는 방법에 따라:
    • 풀리 드라이브 또는 기어박스를 사용하는 것;
    • 커플링을 사용합니다.
  1. 작동 중 설치 위치별:
    • 표면 (외부) 펌프 - 작동 중에는 지구 표면과 저수지 ( 불결한 장소, 구덩이 등) 취수 호스가 내려갑니다.
    • 수중 원심 모델 - 이러한 장치는 펌핑된 액체에 담그도록 설계되었습니다.

원심 펌프 임펠러의 종류

임펠러는 원심 펌프의 중요한 부분 중 하나입니다. 장치의 전원과 작동 장소에 따라 다릅니다.

  1. 재료에 따르면:
    • 주철, 강철, 구리는 공격적이지 않은 환경에서 작동하는 바퀴 제조에 사용됩니다.
    • 세라믹 및 유사한 재료 – 펌프가 화학적으로 활성인 환경에서 작동할 때;
  1. 제조방법에 따라:
    • 리벳 (저전력 펌프에 사용);
    • 깁스;
    • 스탬프가 찍힌;
  1. 칼날 모양에 따라:
    • 직선형 블레이드 포함;
    • 임펠러의 회전 방향과 반대 방향으로 구부러져 있습니다.
    • 임펠러의 회전 방향으로 구부러져 있습니다.

블레이드의 모양은 장치에서 생성되는 수압에 영향을 미칩니다.

작업 샤프트

이는 작동 중 손상되기 가장 쉬운 설치 부분입니다. 정확한 균형과 정렬이 필요합니다. 샤프트를 만드는 재료:

  • 단조강;
  • 합금강(부하가 증가된 설비용);
  • 스테인리스 스틸(공격적인 환경에서 사용).

샤프트 유형:

  • 하드(일반 작동 모드용);
  • 유연성(고속용);
  • 구동 모터 샤프트에 연결됩니다(가정용 펌프 모델에 사용됨).

원심 펌프의 작동 원리와 원심 펌프의 설계는 모든 유형의 장치에서 동일합니다. 이는 작동 메커니즘에서 기계적 에너지가 전달되면서 펌핑된 액체의 흐름에 대한 회전 블레이드의 힘 효과를 기반으로 합니다. 설치 유형의 차이점은 전력, 생성되는 수압 및 디자인에 있습니다.

펌프는 오랫동안 우리 삶의 일부였으며 대부분의 산업 분야에서 펌프를 버리는 것은 불가능합니다. 이러한 장치에는 다양한 종류가 있습니다. 각 장치에는 고유한 특성, 디자인, 목적 및 기능이 있습니다.

가장 일반적인 원심분리 장치에는 엔진에서 나오는 에너지를 전달하는 주요 부품인 임펠러가 장착되어 있습니다. 직경(내부 및 외부), 블레이드 모양, 휠 폭 - 이러한 모든 데이터가 계산됩니다.

유형 및 특징

대부분의 펌프는 하나 이상의 기어 또는 플랫 휠을 사용하여 작동합니다. 운동 전달은 코일이나 파이프를 따른 회전으로 인해 발생하며 그 후 액체가 난방 또는 배관 시스템으로 방출됩니다.

다음 유형의 원심 펌프 임펠러를 구별할 수 있습니다.

  • 열려 있는– 생산성이 낮습니다. 효율성은 최대 40%입니다. 물론 일부 흡입 준설선은 여전히 ​​이러한 장치를 사용합니다. 결국 막힘에 대한 저항력이 뛰어나고 강판을 사용하여 보호하기 쉽습니다. 여기에 펌프 임펠러의 단순화된 수리가 추가되었습니다.
  • 반폐쇄형– 산성도가 낮고 큰 토양 집합체에 소량의 연마제가 포함된 액체를 펌핑하거나 이송하는 데 사용됩니다. 이러한 요소에는 흡입 반대쪽에 디스크가 장착되어 있습니다.
  • 닫은– 현대적이고 가장 최적의 펌프 유형. 폐기물이나 깨끗한 물, 석유제품을 공급하거나 펌핑하는 데 사용됩니다. 이 유형의 바퀴의 특징은 서로 다른 각도에 위치한 서로 다른 수의 블레이드를 가질 수 있다는 것입니다. 그러한 요소가 가장 많이 있습니다. 고효율, 이것은 높은 수요를 설명합니다. 바퀴는 마모로부터 보호하고 수리하기가 더 어렵지만 내구성이 뛰어납니다.

보다 쉽게 ​​선택하고 구별할 수 있도록 각 펌프에는 적합한 임펠러를 선택할 수 있는 표시가 있습니다. 유형은 주로 전달되는 유체의 양에 따라 결정되며 다양한 엔진이 사용됩니다.

휠의 작업 블레이드 수는 2~5개이며 6개가 사용되는 경우는 적습니다. 때로는 폐쇄형 휠 디스크의 외부 부분에 돌출부가 만들어지는데, 이는 방사형이거나 블레이드의 윤곽을 따를 수 있습니다.

펌프 임펠러는 종종 일체형으로 만들어집니다. 예를 들어 미국에서는 큰 토양 집합체의 이 요소가 주조 구성 요소로 용접됩니다. 때로는 부드러운 소재로 만들어진 분리 가능한 허브로 임펠러를 만드는 경우도 있습니다.

이 요소에는 가공을 위한 관통 구멍이 있을 수 있습니다.

샤프트에 장착하기 위한 허브의 구멍은 원뿔형 또는 원통형일 수 있습니다. 마지막 옵션임펠러의 위치를 ​​보다 정확하게 고정할 수 있습니다. 그러나 동시에 표면은 매우 신중한 처리가 필요하며 원통형 맞춤으로 휠을 제거하는 것이 더 어렵습니다.

원뿔형 핏으로 높은 명중률처리가 필요하지 않습니다. 일반적으로 1:10에서 1:20 사이의 테이퍼를 유지하는 것이 중요합니다.

그러나 이러한 고정 접근 방식에는 단점도 있습니다. 휠 런아웃이 심해 특히 오일 씰의 경우 마모가 증가합니다. 동시에 세로 방향의 볼류트에 대한 휠의 위치는 덜 정확합니다. 또 다른 마이너스입니다.

물론 일부 설계에서는 샤프트를 세로 방향으로 이동하여 이러한 단점을 제거할 수 있습니다.

워터 펌프 임펠러는 탄소강으로 만들어진 프리즘 키를 사용하여 샤프트에 연결됩니다.

현대 준설선은 임펠러를 샤프트에 고정하는 또 다른 유형인 나사를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 물론 생성에는 어려움이 있지만 작업은 훨씬 간단합니다.

이 솔루션은 Gr 시리즈(국내 생산)의 대형 토양 펌프뿐만 아니라 미국 및 네덜란드 출신의 장치에도 사용됩니다.

원심 펌프의 임펠러에 큰 힘이 작용합니다. 결과는 다음과 같습니다.

  • 허브에 대한 휠 영역의 압력 변화;
  • 휠 내부의 흐름 방향이 변경됩니다.
  • 후면 디스크와 전면 디스크 사이의 압력 차이.

허브가 있는 경우 관통 구멍, 축 방향 힘은 무엇보다도 샤프트 생크에 영향을 미칩니다. 구멍이 관통되지 않으면 링과 샤프트를 고정하는 데 사용되는 볼트 쪽으로 힘이 더 집중됩니다.

  • 소용돌이 및 원심 소용돌이 펌프.원심 펌프의 휠은 방사형으로 배열된 블레이드가 있는 디스크로, 그 수는 48~50개이며 천공된 구멍이 있습니다. 임펠러는 회전 방향을 변경할 수 있지만 이를 위해서는 노즐의 목적 변경이 필요합니다.
  • 미로 펌프.작동 원리에 따르면 이러한 장치는 소용돌이 장치와 유사합니다. 이 경우 임펠러는 원통형으로 제작됩니다. 내부 표면과 외부 표면에는 반대 방향의 나사 채널이 있습니다. 하우징 슬리브와 휠 사이에는 0.3-0.4mm의 간격이 있습니다. 바퀴가 회전하면 채널의 꼭대기에서 소용돌이가 형성됩니다.

휠 터닝

원심 펌프의 임펠러를 돌리면 직경을 줄여 압력을 줄일 수 있으며 펌프 유압 장치의 효율성은 저하되지 않습니다. 효율성이 약간 감소하면 유량과 압력이 크게 증가합니다.

터닝은 펌프 특성이 특정 한계 내에서 현재 작동 조건을 충족하지 못하고 시스템 매개변수가 변경되지 않고 카탈로그에서 장치를 선택할 수 없는 경우에 사용됩니다.

제조업체가 생성한 회전 수는 2개를 초과하지 않습니다.

회전 크기는 휠 직경의 8-15% 범위입니다. 그리고 극단적인 경우에만 이 수치를 20까지 늘릴 수 있습니다.

터빈 펌프에서는 블레이드가 연마되고 나선형 펌프에서는 휠 디스크도 연마됩니다. 절차 중 생산성, 압력, 전력 및 속도 계수에 대한 데이터는 다음과 같이 결정됩니다.

  • G 2 = G 1 D 2 / D 1 ;
  • H 2 = H 1 (D 2 /D 1) 2;
  • N 2 = N 1 (D 2 / D 1) 3;
  • ns2 = ns1 D 1 /D 2,

여기서 지수는 (1) 회전 전과 (2) 회전 후의 데이터를 나타냅니다.

이 경우 휠 속도 계수의 변화에 ​​따라 다음과 같은 변화가 발생합니다. 60-120; 120-200; 200-300:

  • 10% 회전마다 효율성 감소: 1-1.5; 1.5-2, 2-2.5%;
  • 일반 휠 직경 감소: 15-20; 11-15; 7-11%.

원심 펌프 휠을 계산하면 다음 공식을 사용하여 속도 계수를 결정할 수 있습니다.

  1. (√Q 0 / i) / (H 0 / j)½.
  2. ns= 3.65 n * (첫 번째 점의 결과)

여기서 j는 단계 수입니다. i – 임펠러 유형에 따른 계수(양방향 액체 입구 – 2, 단방향 액체 입구 – 1) H 0 – 최적의 압력, m; Q 0 – 최적의 유량, m 3 /s; n – 샤프트 회전 속도, rpm.

원심 펌프의 임펠러를 직접 계산하는 것은 권장되지 않습니다. 이는 책임 있는 작업이며 전문가의 주의가 필요합니다.

수리 및 교체

잘못 제조된 요소는 고르지 않은 하중을 생성하여 유동 부분의 불균형을 유발합니다. 그리고 이는 결국 로터 불균형으로 이어집니다. 비슷한 문제가 발생하면 임펠러를 교체해야 합니다.

이 절차에는 다음 단계가 포함됩니다.

  1. 펌프 부분을 분해합니다.
  2. 휠 하나 또는 여러 개의 휠을 눌러서 교체합니다(디자인에 따라 다름).
  3. 다른 펌프 요소를 점검합니다.
  4. 장치 조립.
  5. 부하가 걸린 상태에서 장치 특성을 테스트합니다.

요소 수리 절차에는 2000 루블이 소요될 수 있습니다. 물론 가장 작은 옵션으로 500 루블의 원심 펌프 용 임펠러를 구입할 수 있습니다.

작동 중인 장치(비디오)

원심펌프 사진

물을 펌핑하는 장비를 펌핑이라고하며 체적 및 동적의 여러 그룹으로 나뉩니다. 이 기사에서는 원심 장치를 포함하는 동적 펌프와 원심 펌프의 임펠러에 대해 설명합니다.

그렇다면 원심펌프란 무엇인가? 앞서 언급했듯이 이것은 물을 펌핑하는 장비입니다.
디자인 작동 방식:

  • 이것은 원심력의 도움으로 발생합니다. 간단히 말해서, 펌프 내부에는 물이 있으며 블레이드와 원심력의 도움으로 하우징 벽을 향해 던져집니다.
  • 그 후, 압력을 받는 물이 압력 및 흡입 파이프라인으로 흐르기 시작합니다.

따라서 물은 지속적으로 펌핑되기 시작합니다. 이것이 어떻게 일어나는지 더 잘 이해하려면 펌프가 무엇으로 구성되어 있는지 이해하는 것이 필요합니다.

펌프는 어떤 용도로 사용되나요?

펌프를 통해 물을 펌핑하는 방법은 이론적으로 이미 명확하지만 이 문제에 도움이 되는 부분은 아닙니다.
어떤 부분으로 구성되어 있는지 이야기 해 봅시다.

  • 원심 펌프 임펠러.
  • 펌프 샤프트도 중요한 부분입니다.
  • 오일 시일.
  • 문장.
  • 액자.
  • 펌핑 장치.
  • 씰링 링.

메모. 원심펌프는 물의 추출뿐만 아니라 약액의 추출에도 사용되므로 펌프의 구성요소는 적용방법에 따라 달라질 수 있습니다.

작업 휠

다음 중 하나 가장 중요한 세부 사항펌프는 원심력을 생성하는 임펠러이며 압력의 영향으로 물이 펌핑되기 시작합니다.
이제 그것이 무엇으로 구성되어 있고 어떻게 작동하는지 자세히 살펴 보겠습니다.

  • 전면 디스크.
  • 후면 디스크.
  • 그들 사이에 있는 칼날.
  • 바퀴가 회전하기 시작하면 블레이드 내부에 있는 물도 회전하기 시작하여 원심력이 발생하고 압력이 나타나고 물이 주변에 인접하여 탈출구를 찾습니다.

펌프는 물뿐만 아니라 약액도 펌핑하므로 원심 펌프의 임펠러와 하우징은 다양한 재료로 만들어집니다.

  • 예를 들어, 청동이나 주철은 물로 작업하는 데 사용됩니다.
  • 기계적 불순물이 포함된 물을 작업할 때 내마모성을 향상시키기 위해 크롬 주철로 만든 임펠러를 사용할 수 있습니다.

그리고 펌프가 화학 물질을 사용하도록 설계된 경우 강철 임펠러를 사용해야 합니다.

임펠러 특성

아래는 임펠러 분류 표입니다.

원심 펌프 임펠러의 분류
임펠러 수
  • 단일 스테이지 펌프
중심선
  • 수직의
  • 수평으로
압력
  • 낮은,< 0,2 МПа
  • 평균, 0.2 - 0.6MPa
  • 높음, > 0.6MPa
액체공급
  • 일방적인
  • 양측
  • 열려 있는
  • 닫은
하우징 커넥터 방식
  • 수평으로
  • 수직으로
액체 배수 방법
  • 나선
  • 견갑골
속도
  • 느리게 움직이는
  • 정상
  • 빠른
목적
  • 수도관
  • 하수 설비
  • 알칼리
  • 기름
  • 다른
모터 연결
  • 중심의
  • 커플 링
물과 접해 있는 곳에 위치
  • 표면
  • 깊은
  • 잠긴

임펠러 고장의 원인

종종 임펠러 고장의 주요 원인은 캐비테이션, 즉 액체 기포에 가스의 화학적 공격성이 포함되어 있기 때문에 액체에 증기 형성 및 증기 기포 형성으로 인해 금속 침식이 발생하는 것입니다.
캐비테이션의 주요 원인은 다음과 같습니다.

  • 60도가 넘는 고온
  • 흡입 압력에서 연결이 단단하지 않습니다.
  • 흡입 헤드의 길이는 길고 직경은 작습니다.
  • 흡입 압력이 막혔습니다.

조언. 이러한 모든 요인은 펌프 임펠러의 손상으로 이어지므로 장비의 작동 조건 준수 여부를 주의 깊게 모니터링해야 합니다. 각 유형의 장비에는 더 큰 내마모성을 위해 만들어진 자체 작동 조건이 있다는 것은 아무것도 아닙니다.

임펠러 고장 징후

파손된 원심 펌프 임펠러는 즉시 눈에 띄지 않을 수 있지만 장비에 문제가 있음을 나타내는 일반적인 징후가 있습니다.

  • 흡입시 딱딱거리는 소리가 납니다.
  • 소음.
  • 진동.

조언. 펌프 작동 중에 위와 같은 증상이 나타나면 작동을 중지해야 합니다. 캐비테이션은 펌프의 효율성, 압력 및 이에 따른 생산성을 감소시키기 때문에.

또한 휠의 작동뿐만 아니라 다른 부품에도 영향을 미칩니다. 캐비테이션에 장기간 노출되면 부품이 거칠어지며 부품을 수리하거나 새 장비를 구입하는 것이 도움이 되는 유일한 방법입니다.

임펠러 수리

임펠러가 파손되거나 펌프가 파손된 경우 직접 수리할 수 있습니다.

조언. 그러나 특별한 도구가 필요하므로 전문 수리에 문의하는 것이 좋습니다.

그럼에도 불구하고 원심 펌프의 임펠러를 직접 수리하는 방법에 대한 간단한 지침은 다음과 같습니다.
분해:

  • 하프 커플링 풀러를 사용합니다.
  • 언로딩 디스크가 멈출 때까지 로터는 흡입이 일어나는 방향으로 움직입니다.
  • 축 이동 화살표의 위치를 ​​표시합니다.
  • 베어링을 분해합니다.
  • 라이너를 꺼내십시오.
  • 특수 풀러를 사용하여 언로드 디스크를 빼냅니다.
  • 작업을 허용하지 않고 조임 나사를 하나씩 사용하여 샤프트에서 임펠러를 제거합니다.

임펠러 수리:

수리를 수행하기 위해 원심 펌프의 임펠러를 계산합니다.
강철:

  • 휠이 마모된 경우 먼저 안내된 후 선반에서 회전됩니다.
  • 휠이 심하게 마모된 경우 휠을 제거한 다음 새 휠을 용접합니다.

주철:

  • 주철 바퀴는 원칙적으로 간단히 교체되며, 날카롭게 할 수 있으면 필요한 장소에 구리를 채운 다음 날카롭게 만듭니다.

휠을 수리하거나 교체한 후 펌프를 재조립합니다.

  • 닦아내면 원심 펌프가 됩니다.
  • 버와 흠집이 있는지 확인하고, 있으면 제거합니다.
  • 임펠러는 샤프트에 조립됩니다.
  • 언로드 디스크를 반환합니다.
  • 오일 씰의 소프트 패킹을 설치하십시오.
  • 너트를 조입니다.
  • 오일 시일을 굴립니다.
  • 언로딩 디스크가 힐에서 멈출 때까지 로터가 공급됩니다.

수리 과정을 더 잘 이해하려면 이 기사의 비디오를 시청하십시오.

물가

임펠러의 가격은 매장마다 다르며 모두 펌프 자체의 재질에 따라 다릅니다. 초기 비용은 1800 루블이고 최종 비용은 49 tr입니다. 그것은 모두 가지고 있는 원심 경사의 종류, 용도, 크기, 바퀴 수에 따라 다릅니다.
따라서 수리 비용을 피하기 위해서는 작동 상태를주의 깊게 모니터링해야합니다. 또한, 고장의 징후가 있는 경우에는 작동이 멈출 때까지 사용하지 말고, 고장난 부품을 교체 또는 수리해 줄 전문업체에 의뢰하시기 바랍니다.

2.1. 임펠러 장치

그림 4는 원심 펌프 임펠러의 종단면(샤프트 축을 따른)을 보여줍니다. 휠의 블레이드 간 채널은 두 개의 모양의 디스크 1, 2와 여러 개의 블레이드 3으로 구성됩니다. 디스크 2는 메인(드라이브)이라고 하며 허브 4와 하나의 통합 장치를 형성합니다. 허브는 휠을 단단히 고정시키는 역할을 합니다. 펌프 샤프트 5. 디스크 1은 덮개 또는 전방 디스크라고 합니다. 이는 펌프의 블레이드와 일체형입니다.

임펠러는 다음과 같은 기하학적 매개변수를 특징으로 합니다. 휠로 유입되는 유체의 입구 직경 D 0, 블레이드의 입구 직경 D 1 및 출구 D 2, 샤프트 직경 d b 및 허브 d st , 허브의 길이 l st 입구의 블레이드 너비 b 1 및 출구 b 2 .

d 표준 입력

난 일

그림 4

2.2. 바퀴의 유체 흐름 운동학. 속도 삼각형

액체는 축 방향으로 임펠러에 공급됩니다. 각 유체 입자는 절대 속도로 움직입니다. c.

블레이드 간 공간에 들어가면 입자는 복잡한 움직임에 참여합니다.

바퀴와 함께 회전하는 입자의 운동은 주변(전달 가능한) 속도 벡터 u로 특징지어집니다. 이 속도는 회전 원에 접선 방향으로 또는 회전 반경에 수직으로 향합니다.

입자는 또한 바퀴에 대해 상대적으로 움직이며, 이 움직임은 블레이드 표면에 접선 방향으로 향하는 상대 속도 벡터 w로 특징지어집니다. 이 속도는 블레이드에 대한 유체의 움직임을 나타냅니다.

액체 입자의 절대 이동 속도는 다음과 같습니다. 기하합주변 속도와 상대 속도의 벡터

c = w+ 유.

이 세 가지 속도는 블레이드 간 채널의 어느 위치에서나 구성할 수 있는 속도 삼각형을 형성합니다.

임펠러의 유체 흐름 운동학을 고려하기 위해 블레이드의 입구 및 출구 가장자리에 속도 삼각형을 구성하는 것이 일반적입니다. 그림 5는 블레이드 간 채널의 입구와 출구에서 속도 삼각형이 구성된 펌프 휠의 단면을 보여줍니다.

w2β2

그림 5

속도 삼각형에서 각도 α는 절대 속도 벡터와 주변 속도 벡터 사이의 각도이고, β는 상대 속도 벡터와 주변 속도 벡터의 역 연속 사이의 각도입니다. 각도 β1과 β2를 블레이드의 진입 및 진출 각도라고 합니다.

유체의 주변 속도는

u = π60Dn,

여기서 n은 임펠러의 회전 속도, rpm입니다.

유체 흐름을 설명하기 위해 u가 r인 속도 투영도 사용됩니다. u를 사용한 투영은 절대 속도를 원주 속도 방향으로 투영한 것이고, r은 절대 속도를 반경 방향(자오선 속도)으로 투영한 것입니다.

속도 삼각형으로부터 다음과 같습니다.

с1 u = с1 cos α 1,

с2 u = с2 cos α 2,

1r = 1sin α 1,

2r= 2sin α 2로.

임펠러 외부에 속도 삼각형을 구성하는 것이 더 편리합니다. 이를 위해 수직 방향이 반경 방향과 일치하고 수평 방향이 주변 속도 방향과 일치하는 좌표계가 선택됩니다. 그러면 선택된 좌표계에서 입력(a)과 출력(b) 삼각형은 그림 6과 같은 형태를 갖게 된다.

2r로

그림 6

속도 삼각형을 사용하면 과급기 휠 출구의 이론적 유체 압력을 계산하는 데 필요한 속도 및 속도 예측 값을 결정할 수 있습니다.

H t = u2 c2 u g − u1 c1 u .

이 식을 오일러 방정식이라고 합니다. 실제 압력은 다음 식에 의해 결정됩니다.

N = µ ηg N t,

여기서 µ는 유한한 블레이드 수를 고려한 계수이고, etag는 유압 효율입니다. 대략적인 계산에서 µ ≒ 0.9입니다. 보다 정확한 값은 Stodola 공식을 사용하여 계산됩니다.

2.3. 임펠러 유형

임펠러의 설계는 속도 계수 n s에 의해 결정됩니다. 이는 펌핑 장치의 유사 기준이며 다음과 같습니다.

n Q n s = 3.65 H 3 4 .

속도 계수의 값에 따라 임펠러는 그림 7에 표시된 5가지 주요 유형으로 나뉩니다. 주어진 각 휠 유형은 특정 휠 모양과 D 2 /D 0 비율에 해당합니다. n s의 작은 값에 해당하는 작은 Q와 큰 H에서 휠은 좁은 흐름 캐비티와 가장 큰 비율 D 2 /D 0을 갖습니다. Q가 증가하고 H가 감소함에 따라 (ns 증가) 처리량바퀴가 커져야 하므로 너비가 늘어납니다. 속도 계수 및 비율 D 2 / D 0 다양한 방식바퀴는 표에 나와 있습니다. 삼.

그림 7

표 3

바퀴의 속도 계수 및 비율 D 2 /D 0

다양한 속도

휠 종류

계수는

비율 D 2 /D 0

직진도 n s

느리게 움직이는

40 ¼ 80

정상

80 ¼ 150

속도

고속

150 ¼ 300

1.8 ¼ 1.4

대각선

300 ¼ 500

1.2 ¼ 1.1

500 ¼ 1500

2.4. 원심 펌프의 임펠러를 계산하는 단순화된 방법

펌프 성능, 흡입 및 토출 액체 표면의 압력, 펌프에 연결된 파이프라인의 매개변수가 지정됩니다. 이 작업은 원심 펌프의 휠을 계산하는 것이며 주요 기하학적 치수와 유동 공간의 속도 계산을 포함합니다. 또한 펌프의 캐비테이션 없는 작동을 보장하는 최대 흡입 높이를 결정하는 것도 필요합니다.

계산은 선택으로 시작됩니다 구조적 유형펌프 펌프를 선택하려면 압력 N을 계산해야 합니다. 알려진 H와 Q에 따르면, 완전한 개인을 사용하거나 보편적인 특성카탈로그 또는 문헌 출처에 나와 있습니다(예: 펌프가 선택됨). 펌프 샤프트의 회전 속도가 선택됨.

펌프 임펠러의 설계 유형을 결정하기 위해 속도 계수 ns가 계산됩니다.

펌프의 총 효율은 eta = eta m eta g eta o로 결정됩니다. 기계적 효율은 0.92-0.96 범위인 것으로 가정됩니다. 최신 펌프의 경우 eta o 값은 0.85-0.98 범위에 있고 eta g - 0.8-0.96 범위에 있습니다.

효율 θ o는 대략적인 식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

d in = 3M(0.2τ 추가),

η0 =

1 + an - 0.66

유압 효율을 계산하려면 다음 형식을 사용할 수 있습니다.

θg =1 -

(lnD

− 0,172) 2

여기서 D 1п – 라이브에 해당하는 입구의 감소된 직경

임펠러 및

에 의해 정의됨

D 2 - d

D 0 및 d st – 각각 액체 입구의 직경

임펠러의 뼈와 휠 허브의 직경. 주어진 직경은 D 1п = 4.25 3 Q n 관계에 의해 피드 Q 및 n과 관련됩니다.

펌프의 전력 소비는 N in = ρ QgH eta와 같습니다. 이는 샤프트에 작용하는 토크와 관련이 있으며 M = 9.6 N in / n 비율입니다. 이 표현에서 측정 단위는 다음과 같습니다.

펌프 샤프트는 주로 모멘트 M으로 인한 비틀림력과 횡력 및 원심력의 영향을 받습니다. 비틀림 조건에 따라 샤프트 직경은 공식을 사용하여 계산됩니다.

여기서 τ는 비틀림 응력입니다. 그 값은 직경으로 설정할 수 있습니다

범위는 1.2·107 ~ 2.0·107 N/m2입니다.

허브의 직경은 d st = (1.2¼ 1.4) d st로 가정되며 길이는 l st = (1¼ 1.5) d st 비율에 따라 결정됩니다.

펌프 휠 입구의 직경은 주어진 값으로 결정됩니다.

직경 D 0 = D 1п = D 1п + d st (D 02 − d st2) eta o.

진입각은 진입 속도 삼각형에서 구합니다. 임펠러로의 유체 흐름 진입 속도가 블레이드로의 진입 속도와 동일하고 방사상 진입 조건에서도 같다고 가정하면, 즉 c0 = c1 = c1 r, 블레이드에 대한 진입각의 접선을 결정할 수 있습니다.

tgβ1 =c 1 . 당신 1

받음각 i를 고려하면 입구에서의 블레이드 각도 β 1 l = β 1 + i. 사상자 수

임펠러의 에너지는 받음각에 따라 달라집니다. 수축된 견갑골의 경우 최적의 각도공격 범위는 -3 ¼ +4o입니다.

입구에서의 블레이드 폭은 질량 보존의 법칙에 따라 결정됩니다.

b 1 = πQ µ,

디 1c 1 1

여기서 μ 1은 블레이드 가장자리에 의한 휠 입력 섹션의 제한 계수입니다. 대략적인 계산에서는 µ 1 ≒ 0.9로 가정됩니다.

블레이드 간 채널(c1u = 0)로 반경 방향으로 진입하면 압력에 대한 오일러 방정식에서 휠 출구의 주변 속도에 대한 표현식을 얻을 수 있습니다.

ctgβ

ctgβ

원심 펌프의 임펠러는 장치의 주요 부분입니다. 액체가 펌핑되는 하우징에서 회전에너지를 압력으로 변환하는 요소입니다.
원심 펌프에서 임펠러의 역할은 무엇이며, 이를 올바르게 계산하고 장치에서 직접 손으로 교체하는 방법에 대해 이 기사에서는 이에 대해 알아 볼 것을 제안합니다.

원심 펌프는 어떻게 작동합니까?

나선형 펌프 하우징 내부에는 두 개의 디스크로 구성된 임펠러가 샤프트에 견고하게 부착되어 있습니다.

  • 뒤쪽.
  • 앞쪽.
  • 블레이드, 디스크 사이.

블레이드는 휠의 회전 반대 방향으로 반경 방향에서 구부러집니다. 펌프 하우징은 파이프를 사용하여 압력 및 흡입 파이프라인에 연결됩니다.
펌프 본체가 흡입 파이프라인의 액체로 완전히 채워지면 임펠러가 전기 모터에서 회전할 때 블레이드 사이, 임펠러 채널, 중앙에서 원심력의 영향을 받는 액체에 위치하며, 주변으로 던져집니다. 이 경우 휠 중앙 부분에 진공이 생성되고 주변 부분에서 압력이 증가합니다.
압력이 증가함에 따라 액체가 펌프에서 압력 파이프라인으로 흐르기 시작합니다. 이렇게 하면 하우징 내부에 진공이 형성됩니다.
그 작용에 따라 액체는 흡입 파이프라인에서 펌프로 동시에 흐릅니다. 이에 의해, 흡입관으로부터 압력관으로 액체가 지속적으로 공급된다.
원심 펌프는 다음과 같습니다.

  • 임펠러가 1개 있는 단일 스테이지입니다.
  • 다단계에는 여러 개의 임펠러가 있습니다.

이 경우 작동 원리는 모든 경우에 동일합니다. 회전하는 임펠러로 인해 발생하는 원심력의 영향으로 액체가 움직이기 시작합니다.

원심펌프는 어떻게 분류되나요?

원심 펌프 분류 지침은 다음과 같습니다.

  • 단계 또는 임펠러 수:
  1. 단일 단계 펌프;
  2. 여러 바퀴가 있는 다단계.
  • 공간에서 휠 축의 위치:
  1. 수평의;
  2. 수직의.
  • 압력:
  1. 저압, 최대 0.2MPa;
  2. 평균, 0.2 ~ 0.6 MPa;
  3. 0.6MPa 이상으로 높습니다.
  • 작동 요소에 유체를 공급하는 방법:
  1. 일방 통행으로 입구가 있습니다.
  2. 이중 입구 또는 이중 흡입;
  3. 닫은;
  4. 반 폐쇄.
  • 하우징 커넥터 방법:
  1. 수평의;
  2. 수직 커넥터.
  1. 나선. 여기서 액체는 즉시 나선형 채널로 배출됩니다.
  2. 견갑골 이 경우, 액체는 먼저 가이드 날개라고 불리는 블레이드가 있는 고정 휠인 특수 장치를 통과합니다.
  • 속도 계수:
  1. 저속 펌프;
  2. 정상;
  3. 고속.
  • 기능적 목적:
  1. 수도관용;
  2. 하수 설비;
  3. 알칼리성;
  4. 기름;
  5. 온도 조절 및 기타 여러 가지.
  • 모터 연결 방법:
  1. 구동되는 시스템에는 기어박스 또는 풀리가 포함되어 있습니다.
  2. 커플 링을 사용하여 전기 모터에 연결합니다.
  • 펌프 효율성.
  • 수면을 기준으로 펌프 위치를 지정하는 방법:
  1. 피상적인;
  2. 깊은;
  3. 잠수정

장치 임펠러의 특징

팁: 마모된 임펠러를 적시에 교체하면 원심 펌프의 서비스 수명이 늘어납니다.


임펠러는 샤프트의 회전 에너지를 압력으로 변환하며, 이는 액체가 펌핑되는 장치 본체 내부에 생성됩니다. 지정된 요구 사항에 따라 원심 펌프 임펠러의 유체 역학적 계산을 수행하여 임펠러의 흐름 크기 또는 내부 및 외부 부품, 블레이드의 모양 및 수를 결정합니다.
이 기사의 비디오에서 요소가 계산되는 방법을 자세히 확인할 수 있습니다.

휠의 모양과 구조적 치수는 요소에 필요한 기계적 강도와 제조 가능성을 제공합니다.

  • 고품질의 주물을 얻을 가능성.
  • 가공 공정을 지속적으로 준수하도록 보장합니다.

재료를 선택할 때 다음 요구 사항을 충족해야 합니다.

  • 부식에 강합니다.
  • 펌핑된 액체의 요소에 대한 내화학성.
  • 장치의 필수 작동 모드에 대한 저항.
  • 여권 사양에 따라 긴 서비스 수명.

대부분의 경우 주철 등급 SCh20 - SCh40이 임펠러 제조에 사용됩니다.
유해한 작업을 할 때 화학부식성 환경에서 원심 펌프의 임펠러와 하우징은 스테인레스 스틸로 만들어졌습니다. 다음과 같은 강렬한 조건에서 장치를 작동하는 경우: 장기간 켜짐; 펌핑 액체에는 기계적 불순물이 포함되어 있습니다. 고압에서는 사진과 같이 바퀴 제조에 크롬 주철이 사용됩니다.

임펠러를 돌리는 방법

작동 중에 펌프의 특성을 특정 조건에 맞게 조정해야 하는 경우가 있습니다. 이 경우 휠의 외경 D2를 트리밍하여 줄이는 것이 가장 좋습니다. (그림 1) .

쌀. 1. 장치 임펠러 개선 계획
a) 원심
b) 축
원심 펌프의 작동 요소를 트리밍할 때 펌프 매개변수의 변화는 유사 방정식을 사용하여 대략적으로 계산할 수 있습니다.

  • 여기서 Q는 공칭 피드입니다.
  • H – 머리;
  • N – 힘;
  • D 2 - 외경 (휠을 다듬기 전);
  • Q', H', N', D' 2는 트리밍 후 동일한 지정입니다.

그림에서. 2는 회전을 마친 후 휠의 작업 치수를 보여줍니다. 보시다시피, 이 프로세스 후에 이 유형의 펌프에 대한 유량과 압력이 크게 확장됩니다.

ns = 60...120인 장치의 경우 원래 직경보다 10...15% 감소해도 효율성은 실제로 영향을 받지 않습니다. 그림에서 볼 수 있듯이 ns가 더 많이 증가하면 효율 감소가 현저해집니다. 삼.

축류 펌프의 요소를 트리밍할 때 매개변수가 어떻게 변경되는지는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

  • 여기서 Q는 공칭 피드입니다.
  • H – 머리;
  • D 2 - 요소의 외경;
  • d - 허브 직경(휠 트리밍 전);
  • Q', H', D' 2 - 트리밍 후 동일한 명칭.

축류 펌프의 유량은 임펠러를 동일한 블레이드와 더 큰 부싱 직경을 갖춘 다른 임펠러로 교체하여 줄일 수도 있습니다. 이 경우 펌프의 압력 특성은 다음 공식을 사용하여 다시 계산됩니다. 여기서 d'는 슬리브의 더 큰 직경입니다.
원심 펌프의 경우(참조:

쌀. 5. 펌프 임펠러 블레이드 교체 계획

팁: 이러한 작업을 수행하면 새 장치를 구입할 때보다 원심 펌프 가격이 크게 낮아집니다.

양호한 상태의 원심 펌프를 사용하면 수명이 길어지고 액체를 펌핑할 때 비용이 크게 절감됩니다.



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