Tratamento de rodas de bombas submersíveis. A influência da forma geométrica do impulsor das bombas de esgoto na sua confiabilidade operacional e vida útil

O uso generalizado de bombas centrífugas na vida cotidiana e na indústria se deve à sua alta características de desempenho e simplicidade de design. Para a escolha certa Instalação Considere o projeto de uma bomba centrífuga e seus principais tipos.

Na carcaça espiral da unidade no eixo há um impulsor (ou vários bombas multiestágios). É composto por discos dianteiros e traseiros (ou apenas traseiros), entre os quais existem lâminas.

O líquido bombeado é fornecido à parte central da roda por meio de um tubo de sucção (recepção). O eixo é acionado por um motor elétrico. Devido à força centrífuga, a água é empurrada do centro do impulsor para a sua periferia. Isto cria um espaço rarefeito no centro da roda, uma área baixa pressão. Isso promove o influxo de nova água.

Na periferia do impulsor acontece o contrário: a água, sob pressão, tende a sair pela tubulação de descarga (descarga) para dentro da tubulação.

Tipos de bombas centrífugas

  1. Por número de impulsores(estágios) os centrífugos são diferenciados:
    • estágio único – modelos com um estágio de trabalho (roda);
    • multiestágio - com várias rodas no eixo.
  1. Pelo número de discos do impulsor:
    • com discos dianteiros e traseiros - são utilizados para redes de baixa pressão ou bombeamento de líquidos espessos;
    • somente com disco traseiro.
  1. :
    • horizontal;
    • vertical.
  1. Com base na quantidade de pressão da água criada bombas centrífugas são:
    • pressão baixa (até 0,2 MPa);
    • pressão média (0,2-0,6 MPa);
    • alto (a partir de pressão de 0,6 MPa).
  1. De acordo com o número e localização dos tubos de sucção:
    • com sucção unidirecional;
    • com sucção dupla face.
  1. De acordo com a velocidade de rotação da instalação:
    • alta velocidade (alta velocidade) - nestes modelos o impulsor está localizado na luva;
    • funcionamento normal;
    • lento.
  1. Por método de remoção de líquido:
    • modelos com saída em espiral - neles as massas de água são descarregadas diretamente da periferia das pás;
    • com saída de lâminas - o líquido sai por uma palheta guia com lâminas.
  1. De acordo com seu propósito:
    • esgoto;
    • encanamento, etc.
  1. De acordo com o método de conexão da instalação ao motor de acionamento:
    • usando uma polia ou caixa de engrenagens;
    • usando acoplamentos.
  1. Por local de instalação durante a operação:
    • bombas de superfície (externas) - durante a operação estão localizadas na superfície da terra e no reservatório ( fossa, poço, etc.) a mangueira de entrada de água está abaixada;
    • modelos centrífugos submersíveis - tais dispositivos são projetados para serem imersos no líquido bombeado;

Tipos de impulsores de bomba centrífuga

O impulsor é uma das partes importantes de uma bomba centrífuga. Dependendo da potência da unidade e do local de sua operação, eles diferem:

  1. de acordo com o material:
    • ferro fundido, aço, cobre são utilizados na fabricação de rodas que operam em ambientes não agressivos;
    • cerâmica e materiais similares – quando a bomba opera em ambientes quimicamente ativos;
  1. por método de fabricação:
    • rebitado (usado para bombas de baixa potência);
    • elenco;
    • carimbado;
  1. de acordo com o formato das lâminas:
    • com lâminas retas;
    • curvado na direção oposta à direção de rotação do impulsor;
    • curvado na direção de rotação do impulsor.

O formato das lâminas afeta a pressão da água criada pela unidade.

Eixo de trabalho

Esta é a parte da instalação mais suscetível a danos durante a operação. Precisa de equilíbrio e alinhamento precisos. Materiais com os quais o eixo é feito:

  • aço forjado;
  • aço-liga (para instalações que operam sob cargas aumentadas);
  • aço inoxidável (para uso em ambientes agressivos).

Tipos de eixos:

  • difícil (para modos de operação normais);
  • flexível (para altas velocidades);
  • conectado ao eixo do motor de acionamento (usado para modelos de bombas domésticas).

O princípio de funcionamento de uma bomba centrífuga, assim como o design de uma bomba centrífuga, é o mesmo para todos os tipos de unidades. Baseia-se no efeito da força das lâminas rotativas no fluxo do líquido bombeado com a transferência de energia mecânica do mecanismo de trabalho. As diferenças entre os tipos de instalações residem na potência, na pressão da água criada e no design.

As bombas fazem parte de nossas vidas há muito tempo e abandoná-las não é possível na maioria dos setores. Há um grande número de variedades desses dispositivos: cada um tem suas próprias características, design, finalidade e capacidades.

As unidades mais comuns - centrífugas - são equipadas com impulsor, que é a parte principal que transmite a energia proveniente do motor. Diâmetro (interno e externo), formato da lâmina, largura da roda - todos esses dados são calculados.

Tipos e recursos

A maioria das bombas opera usando uma ou mais engrenagens ou rodas planas. A transmissão do movimento ocorre devido à rotação ao longo de uma bobina ou tubo, após a qual o líquido é liberado no sistema de aquecimento ou encanamento.

Os seguintes tipos de impulsores de bomba centrífuga podem ser distinguidos:

  • Abrir– têm baixa produtividade: a eficiência chega a 40%. É claro que algumas dragas de sucção ainda utilizam tais unidades. Afinal, eles são altamente resistentes a entupimentos e fáceis de proteger com placas de aço. Somado a isso está o reparo simplificado dos impulsores das bombas.
  • Semifechado– utilizado para bombear ou transferir líquidos com baixa acidez e contendo pequena quantidade de abrasivo em grandes agregados de solo. Tais elementos são dotados de um disco no lado oposto à sucção.
  • Fechado– tipo de bombas modernas e ideais. Usado para fornecer ou bombear resíduos ou água limpa, produtos petrolíferos. A peculiaridade desse tipo de rodas é que elas podem ter um número diferente de pás localizadas em ângulos diferentes. Tais elementos têm mais alta eficiência, isso explica a alta demanda. As rodas são mais difíceis de proteger contra desgaste e de reparar, mas são altamente duráveis.

Para facilitar a seleção e diferenciação, cada bomba possui marcações que permitem escolher o impulsor adequado para ela. O tipo é amplamente determinado pelo volume de fluidos transmitidos e diferentes motores são usados.

Quanto ao número de lâminas de trabalho na roda, esse número varia de duas a cinco, sendo menos frequentemente utilizadas seis peças. Às vezes são feitas saliências na parte externa dos discos das rodas fechadas, que podem ser radiais ou seguir os contornos das pás.

O impulsor da bomba geralmente é feito de uma só peça. Embora, por exemplo, nos Estados Unidos este elemento de um grande agregado de solo seja soldado a partir de componentes fundidos. Às vezes, os impulsores são feitos com um cubo removível feito de material macio.

Este elemento pode ter um furo passante para processamento.

O furo no cubo para montagem no eixo pode ser cônico ou cilíndrico. Última opção permite fixar com mais precisão a posição do impulsor. Mas, ao mesmo tempo, as superfícies precisam de um processamento muito cuidadoso e é mais difícil remover a roda com encaixe cilíndrico.

Com ajuste cônico alta precisão nenhum processamento necessário. Só é importante manter a conicidade, que geralmente está na faixa de 1:10 a 1:20.

Mas também há uma desvantagem nesta abordagem de fixação: há um desvio significativo da roda, o que causa maior desgaste, especialmente com um retentor de óleo. Ao mesmo tempo, a posição da roda em relação à voluta na direção longitudinal é menos precisa - outro ponto negativo.

Embora, é claro, alguns projetos possam eliminar essa desvantagem movendo o eixo na direção longitudinal.

O impulsor da bomba d'água é conectado ao eixo por meio de uma chaveta prismática de aço carbono.

As dragas modernas utilizam cada vez mais outro tipo de fixação do impulsor ao eixo - um parafuso. Claro, existem algumas dificuldades na criação, mas a operação é muito mais simples.

Esta solução é utilizada em grandes bombas de solo da série Gr (produção nacional), bem como em unidades de origem americana e holandesa.

Grandes forças atuam no impulsor de uma bomba centrífuga - o resultado é:

  • mudanças na pressão na área da roda contra o cubo;
  • mudanças na direção do fluxo dentro da roda;
  • diferença de pressão entre os discos traseiro e dianteiro.

Se o hub tiver através de buracos, a força axial afeta principalmente a haste do eixo. Se os furos não passarem, a força é direcionada mais para os parafusos que servem para fixação do anel e eixo.

  • Bombas de vórtice e vórtice centrífugo. A roda de uma bomba centrífuga é um disco com pás dispostas radialmente, cujo número varia de 48 a 50 peças, e possui furos perfurados. O impulsor pode mudar o sentido de rotação, mas isso requer uma mudança na finalidade dos bicos.
  • Bombas de labirinto. De acordo com o princípio de operação, tais unidades são semelhantes às unidades de vórtice. Neste caso, o impulsor é feito em forma de cilindro. Existem canais de parafuso em direções opostas nas superfícies interna e externa. Existe uma folga de 0,3-0,4 mm entre a bucha da carcaça e a roda. Quando a roda gira, vórtices são formados na crista do canal.

Giro da roda

Girar o impulsor de uma bomba centrífuga permite que o diâmetro seja reduzido para reduzir a pressão, sem comprometer a eficiência do sistema hidráulico da bomba. Com uma pequena diminuição na eficiência, o fluxo e a pressão aumentam significativamente.

O giro é utilizado quando a característica da bomba não atende às condições operacionais atuais dentro de certos limites, enquanto os parâmetros do sistema permanecem inalterados e não é possível selecionar uma unidade do catálogo.

O número de voltas criadas pelo fabricante não ultrapassa duas.

O tamanho de giro está na faixa de 8 a 15% do diâmetro da roda. E somente em casos extremos esse número pode ser aumentado para vinte.

Nas bombas de turbina, as pás são retificadas e, nas bombas espirais, os discos das rodas também são retificados. Os dados sobre produtividade, pressão, potência e coeficiente de velocidade durante o procedimento são determinados da seguinte forma:

  • 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;
  • n s2 = n s1 D 1 /D 2,

onde os índices indicam os dados antes (1) e depois (2) do giro.

Neste caso, ocorrem as seguintes alterações dependendo da mudança no coeficiente de velocidade da roda: 60-120; 120-200; 200-300:

  • redução na eficiência para cada dez por cento de giro: 1-1,5; 1,5-2, 2-2,5 por cento;
  • redução no diâmetro normal da roda: 15-20; 11-15; 7-11 por cento.

O cálculo da roda da bomba centrífuga permite determinar o coeficiente de velocidade usando a fórmula:

  1. (√Q 0 / i) / (H 0 / j)¾.
  2. ns= 3,65 n* (resultado do primeiro ponto).

onde j é o número de etapas; i – coeficiente dependendo do tipo de impulsor (com entrada de líquido bidirecional – 2, com entrada de líquido unidirecional – 1); H 0 – pressão ótima, m; Q 0 – vazão ótima, m 3 /s; n – velocidade de rotação do eixo, rpm.

Não é recomendado calcular você mesmo o impulsor de uma bomba centrífuga - este é um trabalho responsável e requer a atenção de especialistas.

Reparação e substituição

Um elemento mal fabricado cria uma carga irregular, o que provoca um desequilíbrio nas partes do fluxo. E isso, por sua vez, leva ao desequilíbrio do rotor. Se ocorrer um problema semelhante, o impulsor precisa ser substituído.

Este procedimento inclui as seguintes etapas:

  1. Desmontando a peça da bomba.
  2. Prensagem, substituição de uma roda ou várias rodas (dependendo do desenho).
  3. Verificando outros elementos da bomba.
  4. Montagem da unidade.
  5. Testando as características do dispositivo sob carga.

O procedimento para reparar um elemento pode custar a partir de 2.000 rublos. Você pode comprar um impulsor para uma bomba centrífuga a partir de 500 rublos - claro, para a menor opção.

Dispositivo em ação (vídeo)

Foto de uma bomba centrífuga

O equipamento com o qual a água é bombeada é denominado bombeamento e é dividido em vários grupos: volumétrico e dinâmico; Neste artigo falaremos sobre bombas dinâmicas, que incluem uma unidade centrífuga, e o que é o impulsor de uma bomba centrífuga.

Então, o que é uma bomba centrífuga? Conforme mencionado anteriormente, este é o equipamento com o qual a água é bombeada.
Como funciona o projeto:

  • Isso acontece com a ajuda da força centrífuga. Simplificando, dentro da bomba há água que, com o auxílio de pás e força centrífuga, é lançada em direção às paredes da carcaça.
  • Depois disso, a água, sob pressão, começa a fluir para as tubulações de pressão e sucção.

Assim, a água começa a bombear continuamente. Para entender melhor como isso acontece, é necessário entender em que consiste a bomba.

Para que serve a bomba?

Como a água é bombeada através de uma bomba já é clara em teoria, mas quais partes dela ajudam nesse assunto não são.
Vamos falar sobre em que partes ele consiste:

  • Impulsor da bomba centrífuga.
  • O eixo da bomba também é uma parte importante.
  • Selos de óleo.
  • Rolamentos.
  • Quadro.
  • Aparelho de bombeamento.
  • Anéis de vedação.

Observação. As bombas centrífugas são utilizadas não apenas para extração de água, mas também para extração de líquidos químicos, portanto, os componentes das bombas podem variar dependendo do método de aplicação.

Impulsor

Um dos os detalhes mais importantes A bomba é o impulsor, pois é ela quem cria a força centrífuga, a água, sob a influência da pressão, começa a bombear.
Então, vamos dar uma olhada mais de perto em que consiste e como funciona, consiste em:

  • Disco dianteiro.
  • Disco traseiro.
  • As lâminas que estão entre eles.
  • Quando a roda começa a girar, a água localizada no interior das pás também começa a girar, daí surge a força centrífuga, surge a pressão, a água fica contígua à periferia e busca uma saída.

Como as bombas bombeiam não apenas água, mas também líquidos químicos, os impulsores e a carcaça de uma bomba centrífuga são feitos de uma variedade de materiais:

  • Por exemplo, bronze ou ferro fundido são usados ​​para trabalhar com água.
  • Para melhorar a resistência ao desgaste ao trabalhar com água que contém impurezas mecânicas, pode-se usar um impulsor feito de ferro fundido cromo.

E se a bomba for projetada para trabalhar com produtos químicos, é necessário utilizar um impulsor de aço.

Características do impulsor

Abaixo está uma tabela de classificações de impulsores:

Classificação do impulsor da bomba centrífuga
Número de impulsores
  • Bomba de estágio único
Eixo
  • Vertical
  • Horizontalmente
Pressão
  • Baixo,< 0,2 МПа
  • Média, 0,2 - 0,6 MPa
  • Alto, > 0,6 MPa
Fornecimento de líquido
  • unilateral
  • bilateral
  • abrir
  • fechado
Método de conector de caixa
  • horizontalmente
  • verticalmente
Método de drenagem líquida
  • espiral
  • escapular
Velocidade
  • lento
  • normal
  • rápido
Propósito
  • encanamento
  • esgoto
  • alcalino
  • óleo
  • outro
Conexão do motor
  • dirigido
  • acoplamento
Localizado em relação à água
  • superfície
  • profundo
  • imerso

Causas de falhas do impulsor

Muitas vezes, a principal causa da falha do impulsor é a cavitação, ou seja, a formação de vapor e a formação de bolhas de vapor no líquido, o que leva à erosão do metal, uma vez que as bolhas do líquido contêm a agressividade química do gás.
As principais causas da cavitação são:

  • Alta temperatura, mais de 60 graus
  • Conexões não apertadas na pressão de sucção.
  • Grande comprimento e pequeno diâmetro da cabeça de sucção.
  • Pressão de sucção obstruída.

Conselho. Todos esses fatores levam a danos ao impulsor da bomba, portanto, é necessário monitorar cuidadosamente o cumprimento das condições de operação do seu equipamento. Não é à toa que cada tipo de equipamento possui condições de funcionamento próprias, criadas para maior resistência ao desgaste.

Sinais de falha do impulsor

Um impulsor de bomba centrífuga quebrado pode não ser imediatamente perceptível, no entanto, existem sinais comuns que indicam que algo está errado com seu equipamento:

  • Som de estalo durante a sucção.
  • Ruídos.
  • Vibração.

Conselho. Se notar os sintomas acima na operação da sua bomba, você deve parar de operá-la. Já a cavitação reduz a eficiência da bomba, sua pressão e, consequentemente, a produtividade.

Além disso, afeta não apenas o funcionamento da roda, mas também suas outras partes. Com a exposição prolongada à cavitação, as peças ficam ásperas e a única coisa que as ajudará é o conserto ou a compra de novos equipamentos.

Reparo do impulsor

Se o impulsor quebrar ou a bomba quebrar, você mesmo poderá consertá-la.

Conselho. Porém, é melhor entrar em contato com um conserto especializado, pois isso requer ferramentas especiais.

No entanto, aqui está uma pequena instrução sobre como reparar você mesmo os impulsores de uma bomba centrífuga.
Desmontagem:

  • Usando um extrator de meio acoplamento.
  • Até que o disco de descarga pare, o rotor é movido na direção onde ocorre a sucção.
  • Marque a posição da seta de mudança do eixo.
  • Desmonte os rolamentos.
  • Retire os forros.
  • Usando um extrator especial, o disco de descarga é retirado.
  • Utilizando os parafusos de aperto, um por um, sem permitir a tarefa, retire o impulsor do eixo.

Reparo do impulsor:

Para realizar reparos, é feito um cálculo do impulsor da bomba centrífuga.
Aço:

  • Se a roda estiver desgastada, primeiro ela é guiada e depois girada em um torno.
  • Se a roda estiver muito desgastada, ela é removida e uma nova é soldada.

Ferro fundido:

  • As rodas de ferro fundido, via de regra, são simplesmente substituídas; se for possível afiar, os locais necessários são preenchidos com cobre e depois afiados;

Depois que a roda for reparada ou substituída, a bomba é remontada:

  • Limpe para fazer uma bomba centrífuga.
  • Verifique se há rebarbas e cortes; se houver, eles são removidos.
  • O impulsor é montado em um eixo.
  • Devolva o disco de descarregamento.
  • Instale a gaxeta macia dos retentores de óleo.
  • Aperte as porcas.
  • Enrole o selo de óleo.
  • O rotor é alimentado até que o disco de descarga pare no calcanhar.

Para uma melhor compreensão do processo de reparo, você pode assistir ao vídeo deste artigo.

Preços

O preço de um impulsor varia de loja para loja; tudo depende do material da própria bomba; O custo inicial é de 1.800 rublos, o custo final é de 49 tr. Tudo depende do tipo de centrífuga oblíqua que você possui, para que serve, qual é o tamanho e também quantas rodas possui.
Portanto, para evitar custos de reparo, é necessário monitorar cuidadosamente o seu funcionamento. E também, caso ocorra algum sinal de mau funcionamento, você não precisará utilizá-lo até que pare de funcionar;

2.1. Dispositivo impulsor

A Figura 4 mostra um corte longitudinal (ao longo do eixo do eixo) do impulsor de uma bomba centrífuga. Os canais entre lâminas da roda são formados por dois discos moldados 1, 2 e várias lâminas 3. O disco 2 é chamado de principal (acionamento) e forma uma unidade integral com o cubo 4. O cubo serve para assentar firmemente a roda o eixo da bomba 5. O disco 1 é chamado de disco de cobertura ou disco anterior. É parte integrante das lâminas das bombas.

O impulsor é caracterizado pelos seguintes parâmetros geométricos: diâmetro de entrada D 0 do fluxo de fluido na roda, diâmetros de entrada D 1 e saída D 2 da pá, diâmetros do eixo d b e cubo d st , o comprimento do cubo eu st , a largura da lâmina na entrada b 1 e saída b 2 .

d padrão em

primeiro

Figura 4

2.2. Cinemática do escoamento de fluidos em uma roda. Triângulos de velocidade

O líquido é fornecido ao impulsor na direção axial. Cada partícula fluida se move com velocidade absoluta c.

Uma vez no espaço entre lâminas, as partículas participam de um movimento complexo.

O movimento de uma partícula girando com a roda é caracterizado pelo vetor velocidade periférico (transferível) você. Esta velocidade é direcionada tangencialmente ao círculo de rotação ou perpendicular ao raio de rotação.

As partículas também se movem em relação à roda, e esse movimento é caracterizado pelo vetor velocidade relativa w, direcionado tangencialmente à superfície da lâmina. Esta velocidade caracteriza o movimento do fluido em relação à lâmina.

A velocidade absoluta de movimento das partículas líquidas é igual a soma geométrica vetores de velocidades periféricas e relativas

c = C + você.

Essas três velocidades formam triângulos de velocidade que podem ser construídos em qualquer lugar do canal entre lâminas.

Para considerar a cinemática do fluxo de fluido no impulsor, é habitual construir triângulos de velocidade nas bordas de entrada e saída da pá. A Figura 5 mostra um corte transversal da roda da bomba, na qual são construídos os triângulos de velocidade na entrada e na saída dos canais entre pás.

w 2β 2

Figura 5

Nos triângulos de velocidade, o ângulo α é o ângulo entre os vetores de velocidade absoluta e periférica, β é o ângulo entre o vetor relativo e a continuação inversa do vetor de velocidade periférica. Os ângulos β1 e β2 são chamados de ângulos de entrada e saída da lâmina.

A velocidade periférica do fluido é

você = π 60 Dn,

onde n é a velocidade de rotação do impulsor, rpm.

Para descrever o fluxo de fluido, também são usadas projeções de velocidades com u é r. Projeção com u é a projeção da velocidade absoluta na direção da velocidade circunferencial, com r é a projeção da velocidade absoluta na direção do raio (velocidade meridional).

Dos triângulos de velocidade segue

с1 você = с1 cos α 1,

с2 você = с2 cos α 2,

com 1r= com 1sin α 1,

com 2r= com 2sen α 2.

É mais conveniente construir triângulos de velocidade fora do impulsor. Para isso, é selecionado um sistema de coordenadas em que a direção vertical coincide com a direção do raio e a direção horizontal coincide com a direção da velocidade periférica. Então, no sistema de coordenadas selecionado, os triângulos de entrada (a) e saída (b) têm a forma mostrada na Figura 6.

com 2r

Figura 6

Os triângulos de velocidade permitem determinar os valores das velocidades e projeções de velocidade necessárias para calcular a pressão teórica do fluido na saída da roda do superalimentador

H t = u2 c2 u g − u1 c1 u .

Esta expressão é chamada de equação de Euler. A pressão real é determinada pela expressão

N = µ ηg N t,

onde µ é um coeficiente que leva em consideração o número finito de pás, ηg é a eficiência hidráulica. Em cálculos aproximados µ ≈ 0,9. Seu valor mais preciso é calculado pela fórmula Stodola.

2.3. Tipos de impulsor

O projeto do impulsor é determinado pelo coeficiente de velocidade n s, que é um critério de similaridade para dispositivos de bombeamento e é igual a

n Q n s = 3,65 H 3 4 .

Dependendo do valor do coeficiente de velocidade, os impulsores são divididos em cinco tipos principais, que são mostrados na Figura 7. Cada um dos tipos de roda fornecidos corresponde a um determinado formato de roda e à relação D 2 /D 0. Em Q pequeno e H grande, correspondendo a pequenos valores de n s, as rodas possuem uma cavidade de fluxo estreita e a maior relação D 2 / D 0. Com o aumento de Q e a diminuição de H (n s aumenta) rendimento a roda deve crescer e, portanto, sua largura aumenta. Coeficientes de velocidade e relações D 2 / D 0 para vários tipos as rodas são fornecidas na tabela. 3.

Figura 7

Tabela 3

Coeficientes e relações de velocidade D 2 /D 0 para rodas

várias velocidades

Tipo de roda

O coeficiente seria

Razão D 2 /D 0

retidão nm.

Movimento lento

40÷80

Normal

80÷150

velocidade

De alta velocidade

150÷300

1,8÷1,4

Diagonal

300÷500

1,2÷1,1

500÷1500

2.4. Um método simplificado para calcular o impulsor de uma bomba centrífuga

São especificados o desempenho da bomba, a pressão nas superfícies do líquido de sucção e descarga e os parâmetros das tubulações conectadas à bomba. A tarefa é calcular a roda de uma bomba centrífuga, e inclui o cálculo de suas principais dimensões geométricas e velocidades na cavidade de fluxo. Também é necessário determinar a altura máxima de sucção que garante o funcionamento da bomba sem cavitação.

O cálculo começa com uma escolha tipo estrutural bombear Para selecionar uma bomba é necessário calcular sua pressão N. De acordo com H e Q conhecidos, usando dados completos individuais ou características universais fornecido em catálogos ou fontes literárias (por exemplo, uma bomba é selecionada. A velocidade de rotação do eixo da bomba é selecionada.

Para determinar o tipo de projeto do impulsor da bomba, o coeficiente de velocidade n s é calculado.

A eficiência total da bomba é determinada η =η m η g η o. A eficiência mecânica é considerada na faixa de 0,92-0,96. Para bombas modernas, os valores de η o estão na faixa de 0,85-0,98 e η g - na faixa de 0,8-0,96.

A eficiência η o pode ser calculada usando a expressão aproximada

d in = 3 M (0,2 τ adicionar),

η0 =

1 + um - 0,66

Para calcular a eficiência hidráulica, você pode usar o formulário

ηg =1 −

(lnD

− 0,172) 2

onde D 1п – diâmetro reduzido na entrada, correspondente ao vivo

impulsor e

definido por

D 2 − d

D 0 e d st – respectivamente, o diâmetro da entrada de líquido

ossos no impulsor e o diâmetro do cubo da roda. O diâmetro dado está relacionado ao avanço Q en pela relação D 1п = 4,25 3 Q n.

O consumo de energia da bomba é igual a N in = ρ QgH η. Está relacionado ao torque atuante no eixo, a relação M = 9,6 N pol/n. Nesta expressão, as unidades de medidan são

O eixo da bomba é afetado principalmente por uma força de torção causada pelo momento M, bem como por forças transversais e centrífugas. De acordo com as condições de torção, o diâmetro do eixo é calculado pela fórmula

onde τ é a tensão de torção. Seu valor pode ser definido em diâmetro

variam de 1,2·107 a 2,0·107 N/m2.

O diâmetro do cubo é considerado d st = (1,2÷ 1,4) d st, seu comprimento é determinado a partir da razão l st = (1÷ 1,5) d st.

O diâmetro da entrada da roda da bomba é determinado de acordo com o dado

diâmetro D 0 = D 1п = D 1п + d st (D 02 − d st2) η o.

O ângulo de entrada é encontrado a partir do triângulo de velocidade de entrada. Supondo que a velocidade de entrada do fluxo de fluido no impulsor seja igual à velocidade de entrada na pá, e também sob a condição de entrada radial, ou seja, c0 = c1 = c1 r, podemos determinar a tangente do ângulo de entrada à lâmina

tg β1 =c 1 . você 1

Levando em consideração o ângulo de ataque i, o ângulo da pá na entrada β 1 ​​l = β 1 + i. Perdas

A energia no impulsor depende do ângulo de ataque. Para omoplatas retraídas ângulo ideal o ataque varia de -3 ÷ +4o.

A largura da lâmina na entrada é determinada com base na lei da conservação da massa

b 1 = πQ µ,

D 1c 1 1

onde µ 1 é o coeficiente de restrição da seção de entrada da roda pelas bordas das pás. Em cálculos aproximados, assume-se µ 1 ≈ 0,9.

Com entrada radial nos canais entre pás (c1u = 0), a partir da equação de Euler para pressão, pode-se obter uma expressão para a velocidade periférica na saída da roda

ctgβ

ctgβ

O impulsor de uma bomba centrífuga é a parte principal do dispositivo. Este é um elemento que converte energia rotacional em pressão na carcaça onde o líquido é bombeado.
Qual a função do impulsor em uma bomba centrífuga, como calculá-lo corretamente e substituí-lo em um dispositivo com as próprias mãos, este artigo sugere que você o conheça.

Como funciona uma bomba centrífuga?

Dentro da carcaça da bomba em forma de espiral, um impulsor composto por dois discos é rigidamente fixado ao eixo:

  • Traseira.
  • Frente.
  • Lâminas, entre os discos.

As lâminas são dobradas na direção radial na direção oposta à rotação da roda. A carcaça da bomba é conectada às tubulações de pressão e sucção por meio de tubos.
Quando o corpo da bomba está completamente cheio de líquido da tubulação de sucção, quando o impulsor gira a partir do motor elétrico, o líquido localizado entre as pás, nos canais do impulsor, do centro, sob a influência da força centrífuga sobre ele, é jogado para a periferia. Nesse caso, cria-se um vácuo na parte central da roda e a pressão aumenta na periferia.
À medida que a pressão aumenta, o líquido começará a fluir da bomba para a tubulação de pressão. Isso causará a formação de vácuo dentro da caixa.
Sob sua ação, o líquido fluirá simultaneamente da tubulação de sucção para a bomba. Desta forma, o líquido é continuamente fornecido ao tubo de pressão a partir do tubo de sucção.
As bombas centrífugas são:

  • Monoestágio, que possui um impulsor.
  • Multiestágio, possui vários impulsores.

Neste caso, o princípio de funcionamento é o mesmo em todos os casos. O líquido, sob a influência da força centrífuga sobre ele, que se desenvolve devido ao impulsor giratório, começa a se mover.

Como as bombas centrífugas são classificadas?

As instruções para classificar bombas centrífugas incluem:

  • Número de estágios ou impulsores:
  1. bombas de estágio único;
  2. multiestágio, com várias rodas.
  • Localização do eixo da roda no espaço:
  1. horizontal;
  2. vertical.
  • Pressão:
  1. baixa pressão, até 0,2 MPa;
  2. média, de 0,2 a 0,6 MPa;
  3. alto, mais de 0,6 MPa.
  • Método de fornecimento de fluido ao elemento de trabalho:
  1. com entrada unilateral;
  2. dupla entrada ou dupla sucção;
  3. fechado;
  4. meio fechado.
  • Método do conector da caixa:
  1. horizontal;
  2. conector vertical.
  1. espiral. Aqui o líquido é imediatamente drenado para o canal espiral;
  2. escapular Nesse caso, o líquido passa primeiro por um dispositivo especial, chamado de palheta-guia e que é uma roda estacionária com pás.
  • Fator de velocidade:
  1. bombas de baixa velocidade;
  2. normal;
  3. de alta velocidade.
  • Finalidade funcional:
  1. para tubulações de água;
  2. esgoto;
  3. alcalino;
  4. óleo;
  5. termorregulador e muitos outros.
  • Método de conexão do motor:
  1. acionado, o sistema contém uma caixa de engrenagens ou polia;
  2. conexão ao motor elétrico por meio de um acoplamento.
  • Eficiência da bomba.
  • O método de posicionamento da bomba em relação à superfície da água:
  1. superficial;
  2. profundo;
  3. submersível

Características do impulsor do dispositivo

Dica: A substituição oportuna de um impulsor desgastado aumentará a vida útil da bomba centrífuga.


O impulsor converte a energia rotacional do eixo em pressão, que é criada dentro do corpo do dispositivo onde o líquido é bombeado. O cálculo hidrodinâmico do impulsor de uma bomba centrífuga de acordo com os requisitos especificados é realizado para determinar o tamanho do fluxo ou das partes internas e externas do impulsor, a forma e o número de pás.
Você pode descobrir em detalhes como o elemento é calculado no vídeo deste artigo.

A forma da roda e suas dimensões estruturais conferem ao elemento a resistência mecânica e a capacidade de fabricação necessárias:

  • Possibilidade de obter uma fundição de alta qualidade.
  • Garanta a conformidade contínua com o processo de usinagem.

Ao escolher um material, os seguintes requisitos devem ser atendidos:

  • Resistente à corrosão.
  • Resistência química aos elementos do líquido bombeado.
  • Resistência ao modo de operação necessário do dispositivo.
  • Longa vida útil, conforme especificações do passaporte.

Na maioria das vezes, os graus de ferro fundido SCh20 - SCh40 são usados ​​​​para fabricar o impulsor.
Ao trabalhar com substâncias prejudiciais produtos químicos e ambientes corrosivos, o impulsor e a carcaça da bomba centrífuga são feitos de aço inoxidável. Para operação do aparelho em condições intensas, que incluem: longo período de ligação; o líquido bombeado contém impurezas mecânicas; alta pressão, para a fabricação de rodas utiliza-se ferro fundido cromado, conforme mostra a foto.

Como girar um impulsor

Durante o funcionamento, por vezes é necessário adaptar as características das bombas a condições específicas. Neste caso, é melhor reduzir o diâmetro externo D2 da roda aparando-a. (Fig. 1) .

Arroz. 1. Esquemas para refinar o impulsor do dispositivo
a) centrífuga
b) axial
Ao aparar os elementos de trabalho das bombas centrífugas, a mudança nos parâmetros da bomba pode ser calculada aproximadamente usando equações de similaridade:

  • onde Q é o avanço nominal;
  • H – cabeça;
  • N – potência;
  • D 2 - diâmetro externo (antes do recorte da roda);
  • Q', H', N', D' 2 as mesmas designações, após o corte.

Na Fig. 2 mostra as dimensões de trabalho da roda após terminar o seu giro. Como você pode ver, após esse processo, o fluxo e a pressão para bombas deste tipo aumentam significativamente.

A eficiência praticamente não é afetada por uma diminuição no diâmetro do original em 10...15% para dispositivos com n s = 60...120. Com um aumento maior em n s, a diminuição na eficiência será significativa, como pode ser visto na Fig. 3.

Como os parâmetros mudam ao aparar um elemento para bombas axiais pode ser calculado usando as fórmulas:

  • onde Q é o avanço nominal;
  • H – cabeça;
  • D 2 - diâmetro externo do elemento;
  • d—diâmetro do cubo (antes do corte da roda);
  • Q', H', D' 2 - as mesmas designações, após o corte.

A vazão de uma bomba axial também pode ser reduzida substituindo o impulsor por outro, com as mesmas pás e diâmetro de bucha maior. Neste caso, a característica de pressão da bomba é recalculada utilizando as fórmulas: onde d’ é o maior diâmetro da bucha.
Para bombas centrífugas (ver

Arroz. 5. Esquema de troca das pás do impulsor da bomba

Dica: Ao realizar tais operações, o preço de uma bomba centrífuga será significativamente reduzido do que na compra de um novo dispositivo.

A utilização de bombas centrífugas em bom estado aumenta sua vida útil, o que reduz significativamente os custos de bombeamento de líquidos.



Publicações relacionadas