Программы для расчета оборудования нефтяной центробежный насос. Основные принципы подбора насосов. Расчет насосов. Построение расчетной модели насоса

11.04.2019

Тема 1. Уголовно-исполнительное право и система законодательства по исполнению уголовного наказания

Уголовно-исполнительная политика

Политика государства существенно влияет на формирование и развитие правовой системы, различных отраслей законодательства, правовых форм. Она формирует основные принципы, стратегию, направления и формы достижения социальных целей.

Важное место в государственной политике Российской Федерации занимает борьба с преступностью. Выделяют уголовную, уголовно-исполнительную политику и политику в сфере предупреждения преступности . Это разделение условно, так как отдельные направления политики могут как объединяться между собой, так и разъединяться. Уголовно-исполнительная политика тесно связана с уголовной политикой.

Уголовно-исполнительная политика определяет цели и задачи, принципы и основные направления, формы и методы деятельности государства по обеспечению исполнения наказания, исправлению осужденных и предупреждению совершения ими новых преступлений. Она базируется на выработанных международным сообществом положениях об обращении с осужденными.

Стратегия уголовно-исполнительной политики заключается в демократизации деятельности исправительных учреждений, в определении новых видов уголовных наказаний альтернативных лишению свободы, привлечении общества в исправлении осужденных.

Субъектами формирования политики в области исполнения наказаний являются Президент и Федеральное Собрание Российской Федерации. Так, согласно ч. 3 ст. 80 Конституции Российской Федерации Президент РФ определяет основные направления внутренней политики государства. Политика в сфере борьбы с преступностью (часть которой есть политика в области исполнения наказания) представляет собой составную часть внутренней политики государства.

Уголовно-исполнительная политика реализуется в деятельности соответствующих государственных органов уголовно-исполнительной системы (Министерство юстиции РФ, департамент судебных приставов, учреждения и органы, на которые законом возложено исполнение уголовного наказания и др.). Реализация политики в данной социальной сфере возложена и на иные органы государства.

Факторы, влияющие на формирование уголовно-исполнительной политики. На формирование уголовно-исполнительной политики влияют следующие факторы: социально-политическое и экономическое состояние общества; состояние нравственности, наличие идеологии; уровень правового сознания; состояние преступности; признание международных актов о правах человека и обращении с осужденными; деятельность международных организаций; состояние гражданского общества; достижения науки.

Прежде всего, уголовно-исполнительная политика во многом зависит от нравственного состояния общества , от уровня его правового сознания. Если обостряются социальные отношения и ослабевают нравственные устои общества, то это ведет к обострению противоречий между людьми, формирует негативные взгляды на осужденных, что неизбежно отрицательно влияет на формирование уголовно-исполнительной политики. Она становится более жесткой, а ее цели и принципы практически не реализуются.

Самое непосредственное влияние на уголовно-исполнительную политику оказывает экономическое состояние общества .

В экономически сильном государстве ставятся более высокие цели, стратегия становится фундаментальной, а основные формы и методы ее реализации не зависят от политических факторов и конъюнктуры.

Еще один фактор, влияющий на формирование и развитие уголовно-исполнительной политики, оказывает состояние преступности . Стабильный уровень преступности или ее снижение делают политику в данной сфере, как правило, более гуманной. Рост тяжких и прежде всего насильственных преступлений негативно влияет на нравственные и правовые представления в обществе, стимулирует более жесткие политические и правовые решения.

Уголовно-исполнительная политика закрепляется в различных формах, и прежде всего, в уголовно-исполнительном законодательстве. В настоящее время она закреплена в Уголовно-исполнительном кодексе (УИК РФ), а также в иных федеральных законах и нормативных правовых актах – постановлениях Правительства РФ по вопросам, связанным с исполнением наказания (питание осужденных, медицинское и бытовое их обеспечение).

Предмет и наука уголовно-исполнительного права

(УИП) – это установленная государством в соответствии с требованиями уголовно-исполнительной политики система норм, которая регулирует общественные отношения в процессе исполнения уголовных наказаний, устанавливает задачи, принципы, общие положения, порядок и условия отбывания наказаний, применение к осужденным основных средств исправительного и воспитательного воздействия. На сегодняшний день преобладает представление об уголовно-исполнительном праве как о самостоятельной отрасли, части системы права Российской Федерации.

Наука уголовно-исполнительного права – это результат человеческой деятельности по систематизации и накоплению знаний об уголовно-исполнительном праве и его исполнении (проведении) в правоприменительной деятельности органов государственной власти исполняющих наказание.

Основная задача науки уголовно-исполнительного права заключается в теоретическом обеспечении совершенствования исполнения наказаний.

Уголовно-исполнительное право делят на Общую и Особенную часть.

Общая часть определяет цели, задачи, принципы, систему и структуру уголовно-исполнительного законодательства, правовое положение осужденных, систему уголовно-исполнительных органов и контроль за их деятельностью.

Особенная часть определяет порядок и условия исполнения и отбывания конкретных видов наказаний, а также основания и порядок освобождения от наказания и контроль за освобожденными и условно-осужденными.

Предметом уголовно-исполнительного права являются общественные отношения, складывающиеся в процессе исполнения и отбывания уголовных наказаний.

Предмет УИП включает в себя политику государства в сфере исполнения уголовного наказания; структуру норм рассматриваемой отрасли права; систему законодательства и его источники; уголовно-исполнительное право зарубежных стран, международно-правовые стандарты по обращению с осужденными и предупреждению преступности; практику исполнения наказания и исправления осужденных и др.

Деятельность уголовно-исполнительного права

Уголовно-исполнительное право – самостоятельная отрасль российского права, относящаяся к ведению Федерации, которая характеризуется собственными предметом, методом, а также обособленной системой норм, закрепляющих цели, принципы, направления, основные формы и средства реализации политики государства в сфере исполнения уголовных наказаний.

Уголовно-исполнительная деятельность – это конечный этап правоприменения. От ее эффективности зависит действенность многих органов государственной власти: законодательной, исполнительной, судебной. Уголовно-исполнительная система призвана выполнять множество социальных задач. Уголовно-исполнительное законодательство и практика его применения являются одним из общепризнанных и реально действующих в современных условиях средств воздействия на преступность и контроля за ее состоянием.

В современных условиях действия УК РФ и соответствующего ему УИК РФ произошло расширение предмета уголовно-исполнительного права. В соответствии со ст. 2 УИК РФ расширение предмета уголовно-исполнительного права связывают со следующими формами регулирования общественных отношений:

а) с исполнением всех видов наказаний и иных мер уголовно-правового воздействия, предусмотренных УК РФ (принудительных мер медицинского и воспитательного характера), на основе установленных законодательством принципов, правил и порядка;

б) с применением к осужденным предусмотренных средств исправительного воздействия;

в) с регламентацией деятельности учреждений и органов, исполняющих наказания;

г) с порядком участия органов государственной власти и органов местного самоуправления, иных организаций, общественных объединений;

д) с процедурой освобождения от наказаний и оказания помощи освобождаемым лицам.

Самостоятельность любой отрасли права характеризуется наличием собственного метода правового регулирования отношений. В уголовно-исполнительном праве основным методом является императивный метод, предполагающий неравенство субъектов правоотношения.

Принципы уголовно-исполнительного права

Существует три группы принципов уголовно-исполнительного права: общеправовые; межотраслевые; отраслевые.

I. Общеправовые принципы: демократизм, законность, гуманизм.

1. При принципе демократизма руководство деятельностью исправительными учреждениями строится на основе демократического централизма.

2. Принцип законности выражается в неуклонном соблюдении и точном исполнении законов и подзаконных актов всеми органами, учреждениями и должностными лицами, исполняющими наказание.

3. Принцип гуманизма выражается в установлении гуманных условий отбывания наказания и проявляется в справедливом отношении к осужденным, уважении их чести и достоинства.

II. Межотраслевые принципы: равенство осужденных перед законом; дифференциация и индивидуализация исполнения наказаний.

1. заключается в едином правовом положении лиц, отбывающих конкретный вид наказания или находящихся в одних условиях отбывания наказания.

2. Принцип дифференциации отражает необходимость распределения всей массы осужденных на однородные категории по видам исправительных учреждений: гражданству; полу; возрасту; тяжести совершенного преступления; судимости.

3. Принцип индивидуализации выражается в требовании строгого индивидуального подхода к каждому осужденному, то есть выборе нужных именно данному осужденному мер воздействия.

III. Отраслевые принципы: рационального применения мер принуждения, средств исправления осужденных; стимулирование правопослушного поведения; соединение наказания с исправительным воздействием.

1. Принцип рационального применения мер принуждения, средств исправления осужденных заключается, с одной стороны, в минимальности и мягкости репрессии, с другой стороны – в ее достаточности и соразмерности.

2. При принципе стимулирования правопослушного поведения применяются поощрительные нормы, улучшающие правовое положение осужденных.

3. представляет собой широкий комплекс воспитательных мероприятий: воспитательная работа, труд, общеобразовательная и профессиональная подготовка.

4. Принципы законности и гуманизма.

В общей теории права принципы определяются как основные идеи права, руководящие положения правовой системы. В ст. 8 УИК РФ перечислены принципы, на которых основывается уголовно-исполнительное законодательство Российской Федерации.

Принцип законности – конституционный. Он закреплен в ряде статей Конституции РФ (ст. 4, 13,15,17–19 и др.) и международных документов. В уголовно-исполнительном праве принцип законности выражен в верховенстве закона, регулирующего исполнение наказания, и его приоритете перед другими нормативными правовыми актами, регулирующими общественные отношения в указанной сфере. Принцип законности нашел отражение в гл. 2 ст. 10–15 УИК РФ, определяющих правовой статус осужденных, в гл. 3 ст. 19–23 УИК РФ, устанавливающих систему и формы контроля за деятельностью учреждений и органов, исполняющих наказание.

Принцип гуманизма закреплен во многих институтах и нормах УИК РФ, международных актах о правах человека и об обращении с осужденными. Например, в ст. 10 Международного пакта о гражданских и политических правах он сформулирован следующим образом: «Все лица, лишенные свободы, имеют право на гуманное обращение и уважение достоинства, присущего человеческой личности». В гл. 2 ст.12 УИК РФ указано, что осужденные «не должны подвергаться жестокому или унижающему человеческое достоинство обращению. Меры принуждения к осужденным могут быть применены не иначе как на основании закона».

Принцип гуманизма выражается также в целях, которые ставит государство при исполнении наказания: исправление осужденных, возвращение в общество полноправными его членами. Его реализуют с помощью средств исправительного воздействия: общественно полезный труд, интенсивное психолого-педагогическое воздействие, профессиональная подготовка и общеобразовательное обучения.

Цели гуманного отношения к осужденным отражены в таких институтах этой отрасли права, как выезды осужденных за пределы мест лишения свободы (ст. 87 УИК РФ), свидания (ст. 91 УИК РФ), телефонные переговоры (ст. 92 УИК РФ) и др.

Принцип демократизма реализуется признанием осужденного субъектом уголовно-исполнительного права. В Международном пакте о гражданских и политических правах (ст. 16) написано, что «каждый человек, где бы он ни находился, имеет право на признание его правосубъектности». Это положение гарантирует осужденному, существенно ограниченному в правах, соответствующую социальную защищенность.

Принцип демократизма закреплен в ч. 2 ст. 9 УИК РФ, в которой к числу основных средств исправления осужденных отнесено общественное воздействие на них . В ст. 23 УИК РФ закреплено содействие общественных объединений работе учреждений и органов, исполняющих наказание, участие в исправлении осужденных, а также право на осуществление контроля за деятельностью указанных учреждении и органов.

Принцип демократизма выражается в привлечении общественности к воспитательной работе с осужденными, а также открытости деятельности учреждений и органов, исполняющих наказание, и в осуществлении контроля общества за их деятельностью.

Принцип равенства осужденных перед законом является конституционным и международно-правовым принципом. В Уголовно-исполнительном кодексе РФ (ст. 6) этот принцип формулируется, как запрет установления каких-либо преимуществ для осужденных в зависимости от «расы, цвета кожи, пола, языка, религиозных, политических и других убеждений, национального или социального происхождения, имущественного положения, семейного происхождения или социального положения».

Но равенство осужденных перед законом не означает равенства условий отбывания наказания. Они корректируются в зависимости от возраста, состояния здоровья, пола. Так, в соответствии с международными положениями для несовершеннолетних устанавливаются более льготные условия содержания. Есть определенные льготы для инвалидов I и II групп, престарелых осужденных, женщин. Также условия отбывания наказания дифференцируются в зависимости от характера и уровня общественной опасности совершенных преступлений и поведения осужденных.

Принцип дифференциации и индивидуализации исполнения наказания является производным от принципа дифференциации и индивидуализации ответственности (ст. 6 УК РФ). Дифференциация означает, что к различным категориям осужденных в зависимости от тяжести совершенных ими преступлений, прошлой преступной деятельности, формы вины, поведения в процессе отбывания наказания применяются принудительное воздействие и ограничение в правах в различных объемах. Один из методов дифференциации исполнения наказания – классификация осужденных, принятая в УИК РФ, и распределение их по видам исправительных учреждений. Индивидуализация исполнения наказания базируется на учете индивидуальных особенностей личности осужденного.

Принцип рационального применения мер принуждения, средств исправления осужденных и стимулирования их правопослушного поведения предполагает учет обстоятельств совершения преступления, личность осужденного и его предыдущее поведение. При этом налагаемое взыскание должно соответствовать тяжести и характеру нарушения (ч. 1 ст. 117 УИК РФ).

Принцип стимулирования правопослушного поведения закреплен во многих нормах УИК РФ. Это, прежде всего, поощрительные нормы (ст. 45, 57, 71, 113, 134, 153, 167). Стимулирующие нормы регулируют изменение условий содержания осужденных в лучшую сторону. К поощрительным нормам относят положения кодекса, предоставляющие возможность определенным категориям осужденных проводить отпуск или проживать за пределами исправительного учреждения (ст. 97, 121 УИК РФ).

Принцип соединения наказания с исправительным воздействием предполагает, что кроме карательных мер, должны применяться основные средства исправления в соответствии со ст. 9 УИК РФ. Также к осужденным должны применяться в обязательном порядке общие меры воспитательного характера.

Нормы уголовно-исполнительного права

Норма уголовно-исполнительного права – это вариант (предел) должного поведения участников правоотношений, возникающих по поводу и в процессе исполнения наказания и применения к осужденным мер исправительного воздействия. Норма УИП – основной элемент отрасли права, его первый уровень. Второй уровень образует комплекс норм, регулирующих определенную группу общественных отношений, например, возникающих при исполнении лишения свободы, исправительных работ, при освобождении от отбывания наказания. Такое объединение норм второго уровня образует определенный институт уголовно-исполнительного права. Сама отрасль права образует третий, высший уровень его структуры.

Особенностью норм уголовно-исправительного права является то, что некоторые из них рецепиированы из других отраслей права. Это прежде всего относится к нормам, регулирующим: труд осужденных к лишению свободы (ст. 103–107 УИК РФ); их пенсионное обеспечение при утрате трудоспособности (ст. 98 УИК РФ); материально-бытовое и медико-санитарное обеспечение лиц, лишенных свободы (ст. 99-101 УИК РФ).

Существует группа специальных норм, в которых устанавливаются цели, задачи, принципы отрасли права в целом или отдельных его институтов, формулируются определенные понятия (дефиниции). В уголовно-исполнительном праве различают нормы-задачи; нормы-принципы и нормы-дефиниции .

К нормам-задачам относятся, в частности, следующие: ст. 1 УИК РФ, определяющая цели и задачи уголовно-исполнительного законодательства; ч. 5 ст. 103 УИК РФ, устанавливающая, что производственная деятельность осужденных не должна препятствовать достижению основной задачи исправительных учреждений – исправление осужденных. К нормам-принципам относится ст. 8 УИК РФ, формулирующая систему принципов этой отрасли права. В нормах-деференциях раскрываются определенные понятия. Например, в ч. 1 ст. 9 УИК РФ дается определение исправления осужденных, а в ч. 1 ст. 82 УИК РФ – понятие режима в исправительных учреждениях.

В Уголовно-исполнительном кодексе РФ можно выделить большую группу норм: бланкетных и отсылочных.

В бланкетной норме (ст. 84, ч. 2 ст. 103 УИК РФ) делается ссылка на соответствующую отрасль законодательства, регулирующую общественные отношения, которые возникают в связи с исполнением наказания. Кроме того, с их помощью более четко определяется предмет правового регулирования нормами уголовно-исполнительного законодательства.

Отсылочные нормы (ч. 3 ст. 113, ч. 3 ст. 114, ч. 4 ст. 115 УИК РФ) отсылают к другим нормам УИК РФ, облегчают правоприменительную деятельность, позволяют избежать дублирование норм. Они имеют внутриотраслевое назначение.

Нормы уголовно-исполнительного права классифицируют по отдельным видам, а в зависимости от характера устанавливаемого правила поведения, их принято подразделять на регулятивные? поощрительные, охранительные .

Регулятивные нормы устанавливают права и обязанности субъектов и иных участников уголовно-исполнительных правоотношений. В зависимости от характера установленных правил и обязанностей они, в свою очередь, делятся на:

а) обязывающие – устанавливающие требования к субъектам совершать определенные действия (ст. 82 УИК РФ);

б) уполномочивающие – предоставляют субъектам выбор варианта поведения в рамках, установленных законом (ч. 4 ст. 89 УИК РФ);

в) запрещающие – устанавливают требования к субъектам воздержаться от определенных действий, которые оцениваются законом как неправомерные. Запрет в норме закона может устанавливаться как в общей (ч. 4 ст. 103 УИК РФ), так и в конкретной форме (ч. 1 ст. 90 УИК РФ).

Поощрительные нормы в уголовно-исполнительном праве направлены на стимулирование одобряемого в законе поведения, исправление осужденных (ст. 108, 109, ч. 1 ст. 111, ст. 112, 113 УИК РФ и др.).

Охранительные нормы призваны обеспечивать защиту правоотношений, возникающих в процессе исполнения (отбывания) уголовного наказания, реализацию иных норм уголовно-исполнительного права (ст. 102, 115 УИК РФ).

Структура норм уголовно-исполнительного права. В структуре норм выделяются гипотеза, диспозиция, санкция.

Структура нормы права – это и есть связь между ее элементами. Иными словами, гипотеза обязательно связана с диспозицией, а последняя – с санкцией, и наоборот. Структуру правовой нормы легко представить в виде формулы: «Если… то… иначе». Гипотеза дает нам ответ на вопрос: при каких обстоятельствах необходимо руководствоваться данной нормой; диспозиция – какое правило поведения закрепляется; санкция – какова юридическая ответственность за нарушение данного правила поведения. Все составляющие элементы правовой нормы логически взаимосвязаны.

Гипотеза - это та часть правовой нормы, которая указывает на конкретные жизненные обстоятельства (условия), при наличии или отсутствии которых и реализуется эта норма. Гипотеза содержит условия, с помощью которых удается определить, подпадает ли конкретная жизненная ситуация под действие данной правовой нормы. Гипотеза представляет собой условие или событие, при наличии которого норма должна применяться. Во многих случаях гипотеза выносится за приделы текста нормы уголовно-исполнительного права, она может быть общей для многих норм. В ряде случаев гипотеза содержится в самом тексте нормы (ст. 97 УИК РФ).

В диспозиции сосредоточена сердцевина нормы – правила поведения субъектов и участников правоотношения, определены их права и обязанности. Нормы права и статьи закона не обязательно совпадают. В статьях нередко содержится несколько норм.

В качестве санкции рассматриваются предусмотренные нормой права последствия нарушения установленных ею правил поведения. Особенностью санкций норм уголовно-исполнительного права, в отличие от норм уголовного права, является то, что они могут находиться в одной статье (ст. 115 УИК РФ), но применяются за нарушение правил поведения, установленных в других статьях УИК РФ. Кроме того, санкции, установленные в УИК РФ, применяются только к одному субъекту – осужденному, иные субъекты и участники несут ответственность в соответствии с нормами административного или трудового права.

Рабочее колесо является наиболее важным элементом центробежного насоса. Если возникает необходимость аналитического расчёта насоса, как в нашем случае, то расчёт ведётся с учётом геометрии ранее спроектированных насосов с высокими энергетическими показателями.

Для расчёта рабочего колеса необходимо знать подачу Q, напор Н, частоту вращения n. При проектировании пожарного насоса n принимают равной 2900 об/мин, что обеспечивает рациональную конструкцию колеса, развивающего достаточно высокий напор. При этом ограничения по частоте вращения, связанные с опасностью кавитации, отсутствуют, т. к. пожарные насосы на судах работают с подпором.

Для оценки максимально допустимой с точки зрения кавитации частоты вращения рабочего колеса осушительного и балластного насоса используется кавитационный коэффициент быстроходности с , предложенный С. С. Рудневым:

где: n - частота вращение вала насоса, об/мин;

Q - подача насоса, м 3 /с;

h кр - критический кавитационный запас в метрах, который можно определить по формуле:

где: Р A - атмосферное давление, Па;

Р n - давление насыщенных паров воды, зависящее от температуры (табл. 5), Па;

H В Д - максимально допустимая высота всасывания в метрах, определяемая по результатам гидравлического расчёта сопротивления приёмного трубопровода осушительной или балластной системы;

V вход - скорость жидкости на входе в насос, равная скорости в приёмном трубопроводе, м/с;

с - кавитационный коэффициент быстроходности, который лежит в пределах:

Для пожарных насосов 700÷800;

Для осушительных и балластных 800÷1000.

По известным величинам Q, c, h кр определяется максимально допустимая частота вращения вала насоса n max:

Давление насыщенных паров Таблица 5


Р n /g , кПа

Значение n max может быть использовано для расчёта рабочего колеса насоса, если между двигателем и насосом используется промежуточная передача (редуктор, ременная или т.п.), позволяющая набрать необходимое передаточное число i.

Однако, в большинстве случаев на судах используется непосредственный привод насоса от асинхронного двигателя, имеющего частоту 1450 или 2900 об/мин.

Отсюда, если n max > 2900 об/мин, то выбирается n = 2900 об/мин, что позволяет существенно сократить габариты проектируемого насоса. Если n max < 1450 об/мин, необходимо вернуться к первой части проекта и увеличить диаметр приёмной магистрали системы с целью увеличения n max .

2.2 Расчёт рабочего колеса насоса и построение треугольников скоростей.

Исходя из принятых значений Q, Н и n определяют коэффициент быстроходности n s и тем самым особенности конструкции насоса.

где: n об/мин; Q м 3 /с; H ,м.

В табл. 6 приведены значения коэффициента n s и соответствующие ему коэффициенты и число лопастейz, позволяющие определить основные размеры рабочего колеса, имеющего высокий гидравлический коэффициент полезного действия.

Коэффициент полезного действия проектируемого насоса:

 =  M *  Г *  О

 Г - коэффициент полезного действия, учитывающий гидравлические потери (на трение жидкости о поверхность колеса и вихревые). Он определяется по формуле, предложенной А. А. Ломакиным:

где: D ПР - приведённый диаметр входа в колесо, мм, определяется по формуле

где: k = 4,1÷4,2 для n s = 50÷70

k = 4,2÷4,4 для n s = 70÷130

k = 4,4÷4,6 для n s = 130÷250

Таблица 6

n s	50  70	80  120	140  240

Q - подача, м 3 /с;

n - частота вращения, об/мин.

 о - коэффициент, учитывающий объёмные потери в насосе, складывающиеся из утечек через сальник и через зазор между колесом и корпусом насоса. Для определения объёмного коэффициента η o одноступенчатого насоса можно использовать формулу:

Обычно  o лежит в пределах 0,95÷0,98.

Потери, обусловленные трением наружных поверхностей дисков колес о воду, можно оценить по формуле:

 м - коэффициент, учитывающий потери энергии, затраченной на преодоление механического трения внутри насоса. Наиболее значительными являются потери дискового трения, обусловленные трением наружных поверхностей дисков колёс о воду. Механические потери от трения в подшипниках и сальнике насоса в приближенных расчетах можно оценить в 2 - 3% от мощности насоса.

Таким образом, механический КПД насоса определится согласно формуле:

 м = (0,97  0,98)  gтр

Значение КПД насоса позволит определить его мощность:

где: Q - подача, м 3 /c;

Н - напор, м;

 - плотность жидкости, 1000 кг/м 3 ;

g - ускорение свободного падения 9,81 м/c 2 .

Диаметр вала можно найти по эмпирической формуле:

Диаметр ступицы колеса:

Для пожарных насосов, работающих с подпором и не требующих установки вакуумной ступени, d ст = 0, т. е. колесо закрепляется колпачковой гайкой.

Диаметр входа в рабочее колесо D o определится из уравнения расхода жидкости:

где: Q - расчётная подача насоса, т. е. количество жидкости, проходящей через рабочее колесо в единицу времени .

d ст - диаметр ступицы.

V o - скорость жидкости на входе в колесо, м/с. Эта скорость не должна существенно превышать скорость жидкости во всасывающем трубопроводе, так как это может привести к ухудшению всасывающих свойств насоса и возникновению кавитации.

V o = (0,06  0,08)

Обычно V o не превышает значения 6 м/с.

Из табл. 6 для соответствующего n s были выбраны коэффициенты,и число лопастейz, что позволяет определить:

Диаметр рабочего колеса на выходе D 2 , м:

Ширину рабочего колеса на выходе B 2 , м:

Диаметр колеса на входе D 1 принимают равным D о для насосов с n s = 50÷80 и в пределах (0,7÷0,9) D о по мере увеличения n s . При этом отношение D 1 / D 2 должно быть равно:

0,37  0,42 (n s = 50  80);

0,45  0,57 (n s = 80  120);

0,62  0,77 (n s = 120  240).

Эти данные позволяют определить скорости движения жидкости на выходе из колеса и на входе и построить треугольники скоростей.

Переносная (окружная) скорость на выходе из рабочего колеса, м/с:

Радиальная составляющая абсолютной скорости на выходе из рабочего колеса, м/с:

где:  2 - коэффициент стеснения потока лопастями на выходе из рабочего колеса. Он лежит в пределах 0,9÷0,93 и определяется:

где:  2 - угол наклона лопасти на выходе. Предварительно принимается 20÷25 о.

 2 - толщина лопасти на выходе из колеса, которая уменьшается по мере приближения к выходной кромке. Для:

Чугунных колёс равна  2 = /2, где  берется из табл.7;

Стальных колес  2 также берется из табл. 7.

Таблица 7

В судовых насосах жидкость в рабочее колесо поступает без предварительного закручивания на входе и проекция абсолютной скорости на переносную V u 1 в этом случае равна 0. Тогда из уравнения лопастных насосов можно найти значение скорости, где Н г - теоретический напор насоса, .

Зная величины u 2 , V u 2 , V m 2 можно построить треугольник скоростей потока на выходе из рабочего колеса (рис.10) и определить угол графически или расчётом:

Фактический угол наклона лопасти на выходе из колеса  2 л будет отличаться от  2 в связи с наличием циркуляции жидкости в межлопастном канале. Влияние циркуляции на напор насоса с конечным числом лопастей следует учесть с помощью поправки на конечное число лопастей (поправки Пфлейдерера).

В общем случае известно, что напор при бесконечном числе лопастей Н T  равен:

где р -поправка Пфлейдерера, которая учитывает степень снижения напора из-за циркуляции жидкости в зависимости от качества обработки поверхности , относительной длины лопастей D 1 /D 2 и их количества z:

где:  = (0,55  0,65) + 0,6 sin  2л

Угол  2 л можно определить методом последовательных приближений.

Выбрав в первом приближении (параметры со штрихом)  2л =  2 +  определяют  и соответствующую ему р. Теоретический напор насоса с бесконечным числом лопастей в первом приближении равен:

Тогда окружная составляющая абсолютной скорости потока на выходе V u 2∞ при z =  будет равна

Искомый угол лопасти на выходе из рабочего колеса в первом приближении

Задачу считают решённой, если  2 л расч не отличается от выбранного выше  2 л более, чем на 0,5 о. Как правило, это удаётся с помощью трёх или более приближений.

Определив угол  2л, уточняют значения коэффициента стеснения  2 и скорости V m 2 , а за тем строят совмещённые треугольники скоростей потока на выходе из колеса для z =  и конечного числа z (рис. 10).

С целью получения рабочего колеса с высоким КПД определяют его степень реактивности:

где V u 2∞ - скорость, по которой определялся угол  2л.

Значение  должно лежать в пределах 0,6  0,8. Если  < 0,6 , необходимо увеличить D 2 , а при  > 0,6 D 2 необходимо уменьшить и расчёт повторить. Затем следует заново построить треугольник скоростей потока на выходе и убедиться, что: 0,6    0,8.

Определяя параметры потока жидкости на входе в колесо, радиальную составляющую абсолютной скорости V m 1 можно принять равной V m 2 . Это позволит определить ширину колеса на входе В 1:

где:  1 - коэффициент стеснения потока на входе, который определяется таким же образом, как и  2 () и должен лежать в пределах 0,7 и выше. Угол 1 предварительно можно принять равным 15 - 20 о.

Переносная (окружная скорость) на входе в рабочее колесо, м/с:

Учитывая отсутствие закрутки потока на входе (V n 1 = 0) по значениям V m 1 = V 1 и u 1 можно построить треугольник скоростей на входе и из него определить  1 (рис. 11). Если угол  1 оказался в пределах 12 - 15 о или меньше, то реальный коэффициент стеснения потока  1 будет слишком велик. С целью снижения  1 угол  1 увеличивают до значений  1л =  1 +  = 18 о - 20 о, заставляя жидкость натекать на лопасть с некоторым положительным углом атаки  = 6 о - 8 о. Из треугольника скоростей на входе определяют величину относительной скорости W 1 уд, полученную с учётом величины угла  1л. Опыт конструирования насосов с высоким КПД показывает, что межлопастной канал должен слегка увеличиваться, т. е. скорость W 2  должна быть меньше W 1  на 5-25. Если окажется, что W 2  > W 1  , следует уменьшить D 2 (проверив при этом величину ) или увеличить В 2 , что повлечёт за собой снижение V m 2 . После окончательного выбора  1л следует уточнить значения  1 и V m 1 и при необходимости изменить ширину колеса В 1 . Затем целесообразно уточнить, насколько выбранное число лопастей отличается от наивыгоднейшего:

при значительном отличии (> 30) расчёт повторяют с учётом значения Z опт.

На этом расчёт основных геометрических параметров рабочего колеса закончен.

Введение

1. Центробежные насосы и принцип их работы

2. Расчёт основных параметров и рабочего колеса центробежного насоса

3. Выбор прототипа проектируемого центробежного насоса

4. Подбор электродвигателя центробежного насоса

5. Особенности эксплуатации центробежного насоса

6. Техника безопасности и охрана труда

Заключение

Литература

Приложение

Введение

Насос (разг. водяная помпа, колонка) - гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов. Следует заметить, что машины для перекачки и создания напора газов выделены в отдельные группы и получили название вентиляторов и компрессоров. Разность давлений жидкости в насосе и трубопроводе обуславливает ее перемещение.

Изобретение насоса относится к глубокой древности. Первый поршневой насос для тушения пожара, который изобрёл древнегреческий механик Ктесибий, упоминается ещё в I веке н.э. В Средние века насосы использовались в различных гидравлических машинах. Один из первых центробежных насосов со спиральным корпусом и четырёхлопастным рабочим колесом был предложен французским учёным Д. Папеном. До XVIII века насосы использовались гораздо реже, чем водоподъёмные машины (устройства для безнапорного перемещения жидкости), но с появлением паровых машин насосы начали вытеснять водоподъёмные машины. В XIX веке с развитием тепловых и электрических двигателей насосы получили широкое распространение. В 1838 году русский инженер А.А. Саблуков на основе созданного им ранее вентилятора построил центробежный насос и работал над применением его при создании судового двигателя.

По характеру сил, преобладающих в насосе: объёмные, в которых преобладают силы давления и динамические, в которых преобладают силы инерции.

По характеру соединения рабочей камеры с входом и выходом из насоса: периодическое соединение (объёмные насосы) и постоянное соединение входа и выхода (динамические насосы).

центробежный насос двигатель параметр

Объёмные насосы используются для перекачки вязких жидкостей. В этих насосах одно преобразование энергии - энергия двигателя непосредственно преобразуется в энергию жидкости (механическая => кинетическая + потенциальная). Это высоконапорные насосы, они чувствительны к загрязнению перекачиваемой жидкости. Рабочий процесс в объёмных насосах неуравновешен (высокая вибрация), поэтому необходимо создавать для них массивные фундаменты. Также для этих насосов характерна неравномерность подачи. Большим плюсом таких насосов можно считать способность к сухому всасыванию (самовсасыванию).

Для динамических насосов характерно двойное преобразование энергии (1 этап: механическая => кинетическая + потенциальная; 2 этап: кинетическая => потенциальная). В динамических насосах можно перекачивать загрязнённые жидкости, они обладают равномерной подачей и уравновешенностью рабочего процесса. В отличие от объёмных насосов, они не способны к самовсасыванию.

1. Центробежные насосы и принцип их работы

Схематически центробежный насос (рис. 1.1) состоит из рабочего колеса, снабженного лопастями и установленного на валу в спиральном корпусе. Жидкость в рабочее колесо поступает в осевом направлении. Под действием центробежной силы, возникающей при вращении рабочего колеса, жидкость прижимается к стенке корпуса и выталкивается в нагнетательное отверстие по касательной к рабочему колесу. При этом на входе в насос давление падает, и в рабочее колесо устремляется жидкость, находящаяся под более высоким давлением, например, под атмосферным давлением при выкачивании жидкости из открытого резервуара. Центробежные насосы широко распространены благодаря ряду преимуществ, которыми они обладают по сравнению с другими типами насосов. Их основными достоинствами являются непрерывность подачи жидкости, простота устройства и, следовательно, относительно низкая стоимость и высокая надежность, достаточно высокий КПД (порядка 0,6-0,8), большая высота всасывания. Они легко поддаются автоматизации управления.

К недостаткам центробежных насосов следует отнести то, что их подача изменяется в широких пределах в зависимости от сопротивления сети, на которую они работают. Неудобство доставляет также то, что при пуске центробежного насоса в обычном исполнении его необходимо заливать водой, если уровень перекачиваемой жидкости находится, ниже входного патрубка.

Центробежные насосы классифицируют по:

Числу колес (одноступенчатые (одноколесные), многоступенчатые (многоколесные); кроме того, одноколесные насосы выполняют с консольным расположением вала - консольные;

Напору (низкого напора до 2 кгс/см 2 (0,2 МН/м 2), среднего напора от 2 до 6 кгс/см 2 (от 0,2 до 0,6 МН/м 2), высокого напора больше 6 кгс/см 2 (0,6 МН/м 2);

Схема центробежной насосной установки.

Способу подвода воды к рабочему колесу (с односторонним входом воды на рабочее колесо, с двусторонним входом воды (двойного всасывания);

Расположению вала (горизонтальные центробежные насосы, вертикальные центробежные насосы);

Способу разъема корпуса (с горизонтальным разъемом корпуса, с вертикальным разъемом корпуса);

Способу отвода жидкости из рабочего колеса в спиральный канал корпуса (спиральные и турбинные центробежные насосы). В спиральных насосах жидкость отводится непосредственно в спиральный канал; в турбинных жидкость, прежде чем попасть в спиральный канал, проходит через специальное устройство - направляющий аппарат (неподвижное колесо с лопатками);

Степени быстроходности рабочего колеса (тихоходные, нормальные, быстроходные центробежные насосы);

Роду перекачиваемой жидкости (водопроводные, канализационные, кислотные и щелочные, нефтяные, землесосные и др. центробежные насосы);

Способу соединения с двигателем (приводные (с редуктором или со шкивом), непосредственного соединения с электродвигателем с помощью муфт). Насосы со шкивным приводом встречаются в настоящее время редко.

Центробежные насосы должны быть оборудованы следующей арматурой и приборами:

Приемным обратным клапаном с сеткой, предназначенным для удержания в корпусе и всасывающем патрубке насоса воды при его заливе перед пуском; сетка служит для задержания крупных взвесей, плавающих в воде;

Задвижкой;

Вакуумметром для измерения разрежения на всасывающей стороне. Вакуумметр устанавливается на трубопроводе между задвижкой и корпусом насоса; краном для выпуска воздуха при заливе (устанавливается в верхней части корпуса); обратным клапаном на напорном трубопроводе, предотвращающем движение воды через центробежный насос в обратном направлении при параллельной работе другого насоса;

Задвижкой на напорном трубопроводе, предназначенной для пуска в работу, остановки и регулирования производительности и напора центробежного насоса;

Манометром на напорном патрубке для измерения напора, развиваемого центробежным насосом;

Предохранительным клапаном на напорном патрубке за задвижкой для защиты центробежного насоса, напорного патрубка и трубопровода от гидравлических ударов; устройством для залива насоса.

В связи с тем, что центробежные насосы часто включаются в основной комплекс оборудования для регулирования режимов работы различного назначения, они могут быть оборудованы разнообразными приборами автоматики.

Консольные насосы (насосы типа К) для воды - самые многочисленные из промышленных насосов.

Рабочим органом консольного насоса является центробежное колесо, поэтому их еще называют - насос центробежный консольный (насосы К).

Насос К (рис. 1.2) - горизонтальный одноступенчатый консольный насос, с односторонним подводом жидкости к рабочему колесу. Насосы типа к предназначены для перекачивания в стационарных условиях чистой воды (кроме морской), с рН = 7, температурой от 0 до 85°С, содержащей твердые включения размером до 0,2 мм, объемная концентрация которых не превышает 0,1 %, а также других жидкостей, сходных с водой по плотности, вязкости и химической активности.

Номинальная подача насосов составляет от 6,7 до 290 м 3 /ч, при напорах от 12 до 85 м.

Привод насосов типа К (консольных насосов) осуществляется от асинхронного электродвигателя через соединительную муфту.

Существуют два основных вида уплотнений вала: сальниковое и торцовое уплотнения.

Сальниковое уплотнения обозначаются буквой "С" к основной марке, если его нет, то она подразумевается. Утечка через сальниковое уплотнение не более 2 л/ч. для смазывания и охлаждения мягкой набивки.

Одинарное торцовое уплотнение - в марке индекс "5". Внешняя утечка через торцового уплотнения всего не более 0,03 л/ч. Насосы с торцовыми уплотнениями могут перекачивать жидкости с температурой от 0 до 115°С.

Рис.1.2 Схема консольного насоса одностороннего всасывания типа К.

1 - крышка корпуса; 2 - корпус; 3 - уплотняющие кольца; 4 - рабочее колесо; 5 - гайка; 6 - набивка сальника; 7 - защитная втулка; 8 - крышка сальника; 9 - вал насоса; 10 - опорный кронштейн; 11 - шарикоподшипник.

2. Расчёт основных параметров и рабочего колеса центробежного насоса

Исходными данными являются:

подача Q = 20 м 3 /час;

напор H = 25 м;

число оборотов n = 2900 об/мин;

жидкость - вода 20ºС.

Для определения типа конструкции насоса рассчитываем коэффициент быстроходности n s :

где коэффициент а зависит от соотношения между диаметрами входа и выхода и составляет a = 0,68

Затем вычисляем приведённый диаметр D 1п

Гидравлический КПД η г вычисляем по формуле

Механический КПД η мех принимаем за η мех = 0,93

Находим полный КПД η по формуле

Определяем мощность насоса N по формуле

Момент M вычисляем по формуле

Диаметр вала d в определяем по формуле

где [ τ ] допустимое напряжение материала вала при кручении

Принимаем d в = 25 мм.

Вычисляем диаметр ступицы d ст по формуле

Принимаем d ст = 40 мм.

Диаметр входа в колесо D 1 вычисляем по формуле (Рис.2.1)

, ; (2.10)

Длину ступицы l ст вычисляем по формуле

Рис.2.1. Схема рабочего колеса центробежного насоса.

Рис.2.2. Схема параллелограмных скоростей.

Окружную скорость на входе в рабочее колесо u 1 определяем по формуле (Рис.2.2)

Скорость входа в рабочее колесо с 1 вычисляем по формуле (Рис.2.2)

Из входного параллелограмма находим β 1 по формуле (Рис.2.2)

; (2.14),

При коэффициенте стеснения входного сечения межлопастных каналов μ 1 =0,9 определяем ширину лопасти b 1 на входе по формуле (Рис.2.1)

Принимаем β 2 =36º и определяем окружную скорость u 2 на выходе из колеса

Определяем диаметр D 2 на выходе из колеса по формуле (Рис. 2.1)

; (2.17)

Ширину лопасти b 2 на выходе определяем по формуле (Рис. 2.1)

; (2.18)

Число лопастей Z определяем по формуле

; (2.19)

3. Выбор прототипа проектируемого центробежного насоса

Для выбора прототипа для заданного насоса необходимо использовать поле характеристик выпускаемых промышленностью насосов К. Из этого рисунка находим, что при Q = 20 м 3 /с и H = 25 м, прототипом является насос марки 2К-6а. Габаритный рисунок насосного агрегата приведён на рис. 3.3 для которого основные размеры следующие.

Размеры L = 831 мм, L 1 = 561 мм, L 3 = 193 мм, B = 331 мм, B 2 = 270 мм, B 4 = 174 мм, С =98 мм, C 2 = 346 мм, С 4 = 290 мм, H = 375 мм, H 1 =339 мм, n =225 мм, масса агрегата 99 кг.

Размеры всасывающего патрубка: D = 50 мм, D 1 =90 мм, D 2 = 110 мм, D 3 = 140 мм.

Размеры нагнетательного патрубка: D 4 = 40 мм, D 5 =80 мм, D 6 = 100 мм, D 7 = 130 мм.

Технические данные насоса: диаметр рабочего колеса 148 мм, подача Q = 20 м3/ч, 5,5 л/с; полный напор H = 25,2 м. ст. жидк; допустимая вакуумметрическая высота всасывания Н доп = 6 м. вод. ст; допустимый подпор 2 кгс/см2; КПД насоса 65,6 %; мощность на валу насоса 2,1 кВт; частота вращения 2900 об/мин; масса ЛО 2-31-2 - 31 кг; ЛОЛ 2-31-2 - 26 кг, тип электродвигателя 4А90LA; мощность N =3 кВт; частота вращения 2840 об/мин; масса 28,7 кг.

Тип электродвигателя у этого насоса АОЛ 2-31-2.

Рис.3.1 Сводный график полей H-Q для консольных насосов.

Рис.3.2 Центробежный насос 2К-6а.

Рис. 3.3. Характеристика центробежного насоса типа К.,

Рис 3.4. Габаритные размеры центробежного насоса типа К.

4. Подбор электродвигателя центробежного насоса

От правильного выбора электродвигателя зависят надежность его работы в электроприводе и энергетические показатели в процессе эксплуатации. В тех случаях, когда нагрузка двигателя существенно меньше номинальной, он недоиспользуется по мощности, что свидетельствует об излишних капитальных вложениях, его КПД и коэффициент мощности заметно снижаются.

Электродвигатель подбирается по частоте вращения, по рабочему положению (горизонтальный, вертикальный), мощности, напряжению и виду исполнения.

При выборе типа электродвигателя основных насосов придерживаются примерно следующего принципа. До мощности 250 кВт устанавливают асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Если мощности превышают 250 кВт, устанавливают синхронные электродвигатели высокого напряжения.

Мощность необходимая для привода насоса, определяется по формуле

(4.1)

где κ - коэффициент запаса, учитывающий возможные перегрузки электродвигателя при эксплуатации. Так как мощность, данного нам электродвигателя, меньше 20 кВт, то κ принимаем за κ =1,25.

ρ - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м 3 ; g - ускорение силы тяжести, м/с 2 ; Q м - подача насоса, максимально возможная в схеме проектируемой насосной станции; Н м - напор, соответствующий максимально возможной подаче Q м ; η п - КПД передачи.

Для P = 2,3 кВт принимаем трёхфазный электродвигатель АО 2-31 со следующими параметрами: переменный ток, число оборотов - n = 2880 об/мин; ; ; масса - G = 35 кг. [Приводы машин - Муха Т. И]

5. Особенности эксплуатации центробежного насоса

Согласно указаниям инструкции завода-изготовителя по обслуживанию и уходу за насосами и в соответствии с местными условиями эксплуатации должны быть разработаны собственные инструкции и указания по техническому обслуживанию и уходу. В них устанавливают сроки проведения регулярных проверок и ревизий, а также работ по техническому обслуживанию и ремонту. Для каждого насоса заводят эксплуатационный журнал или книгу, по которым можно было бы определить состояние насоса, установить необходимость проведения ревизии и соответствующего вида ремонта. Следует также регулярно проверять эксплуатационную готовность резервных насосов, чтобы IB любое время гарантировать ввод их в эксплуатацию.

При установке агрегатов на открытой площадке следует обратить внимание на необходимость постоянного прогрева при низких температурах (мороз), во время стоянки, а также на своевременное опорожнение от жидкости насосов и трубопроводов. Пуск насоса в холодном состоянии при перекачивании жидкости с различной вязкостью недопустим, так как это может привести к повреждению насоса. Кроме того, необходимо дать указания для проведения работ по техническому обслуживанию агрегатов.

Первую смену масла и чистку масляных полостей в подшипниках с жидкой смазкой проводят после 200 ч эксплуатации, следующую смену масла - после 1500-2000 ч, но не реже одного раза в год. При использовании высококачественных сортов масла (турбинное) допускают большую продолжительность работы.

При использовании муфт с масляной смазкой через 500-600 ч эксплуатации проверяют масло на шлакообразование, а при необходимости его доливают. Масло меняют по истечении 3000 ч эксплуатации.

В практике наибольшее распространение получил метод регулирования работы центробежных насосов с помощью обточки рабочего колеса. Как известно напор насоса находится в квадратичной зависимости от диаметра рабочего колеса и, поэтому уменьшая диаметр колеса с помощью обточки можно существенно менять и характеристики насоса.

Для получения расчётной величины нужного напора центробежного насоса при обточке колеса, необходимо номинальную величину напора умножить на квадрат отношения диаметра обточенного колеса к номинальному диаметру.

Регулировать работу центробежного насоса можно и с помощью изменения сопротивления в потребительской сети.

Изменение условий работы насоса на сеть позволяет регулировать работу насоса в широком диапазоне.

Из графической напорной характеристики центробежных насосов, представляющей собой пологую кривую, видно, что с увеличением подачи уменьшается напор и наоборот. Для каждой конструкции насоса имеется зона оптимальной работы, представляющая собой энергетическую характеристику, определяющая крутизну и максимальную величину КПД.

Рабочая точка на кривой характеристики соответствует максимальному значению КПД насоса.

Местоположение рабочей точки на характеристике определяется "сопротивлением сети". Если менять сопротивление сети, например, закрывая задвижку на напорной линии, то рабочая точка будет смещаться по кривой влево в пределах рабочей зоны, т.е. центробежный насос будет выбирать режим работы на меньшей подаче, так как "вынужден" работать с большим напором, чтобы преодолеть дополнительное сопротивление задвижки.

Другим способом изменения условий работы насоса на сеть является байпасирование, представляющее собой установку регулируемого или нерегулируемого перепуска (байпаса) с напорной линии на всасывание.

В потребительской сети байпасирование приводит к снижению подачи. В результате в потребительской сети можно получить одновременно меньший напор и меньшую подачу (энергия жидкости идёт на сброс).

Снижение напора с помощью перепуска жидкости с напорной линии во всасывающую обеспечивает снижение напора на 10…30 % в зависимости от крутизны напорной характеристики насоса.

6. Техника безопасности и охрана труда

В соответствии с действующими инструкциями к эксплуатации в ремонте насосного оборудования должны допускаться квалифицированные механики и слесари, знающие конструкции центробежных и приводных плунжерных насосов и обладающие определенным опытом обслуживанию, ревизии (сборка, разборка), ремонту, а при необходимости и проверки или испытанию этих насосов. Кроме того, рабочие ремонтирующие насосы, должны быть инструктированы в соответствии с правилами по технике безопасности, действующими на данной перекаченной станции магистрального продуктопровода или нефтепровода.

Вращающиеся или движущиеся механизмы или отдельные детали насосов, двигателей трансмиссий должны иметь надежные ограждения, исключающие опасность для персонала, обслуживающего насосные агрегаты.

Рабочие помещения насосной перекачечной станции должны быть оборудованы вытяжной вентиляцией, обеспечивающей взрывобезопасность условий ее эксплуатации. Исправление или ремонт вращающихся или движущихся частей или деталей во время работы насоса деталей не допускается.

Останавливать насос на ремонт с его разборкой можно только по разрешению начальника перекачечной станции. Насос, подвергаемый ревизии, должен быть остановлен и отключен от трубопроводов, а оставшаяся в нем жидкость должна быть сдренирована.

При ремонте насоса в помещении насосной (если, кроме ремонтируемого, здесь работают и другие насосы, перекачивающие нефть или нефтепродукты) необходимо принимать меры, предотвращающие появление искр. Например, инструмент, которым здесь разрешается пользоваться, должен быть обязательно покрыт медью (омеднен). Персоналу, занятому ремонтом (равно как и обслуживающему действующие насосные агрегаты), категорически запрещается вести какие-либо огневые работы, зажигать огонь, курить и т.п. Во избежание несчастных случаев из-за прорыва прокладок горизонтальных фланцевых разъемов корпусов центробежных насосов, последние должны иметь ограждения в виде козырьков из железа толщиной 1,5-2 мм.

При ремонте центробежного или приводного плунжерного насоса с приводом от электродвигателя последний обесточивают, а на его пусковом устройстве вывешивают плакат "Не включать ”.

Обслуживающий персонал станции и ремонтные рабочие должны спецодежду, рукавицы, а в отдельных случаях предохранительные очки.

Набивку сальников, а также торцовые уплотнения вала разрешается заменять только при остановленном насосе.

во время разборки насоса нефть или нефтепродукты следует немедленно убрать.

Выявление и устранение неисправностей.

Насос работает нормально, но процесс дозирования прерван:

а) закупоривание клапана - прочистите клапаны или замените их, если невозможно устранить засор;

б) чрезмерная высота всасывания - расположите насос или резервуар таким образом, чтобы снизить высоту всасывания (насос под водоприёмником);

в) чрезмерно вязкая жидкость - уменьшите высоту всасывания или используйте насос с большей пропускной способностью.

Недостаточная пропускная способность насоса:

а) утечка клапана - убедитесь, что кольцевые гайки затянуты правильно;

б) чрезмерно вязкая жидкость - используйте насос с большей пропускной способностью или уменьшите высоту всасывания (насос под водоприёмником);

в) частичное закупоривание клапана - прочистите клапаны или замените их, если невозможно устранить засор.

Чрезмерная или нерегулярная пропускная способность насоса:

а) сифонный эффект при нагнетании - проверьте монтаж инжекционного клапана. Установите клапан обратного давления, если этого недостаточно;

б) прозрачная полихлорвиниловая трубка при нагнетании - используйте непрозрачную полиэтиленовую трубку при нагнетании;

в) насос откалиброван неверно - проверьте пропускную способность насоса, связанную с давлением системы.

Нарушена диафрагма:

а) чрезмерное обратное давление - проверьте давление системы. Проверьте не заблокирован ли инжекционный клапан. Проверьте, присутствует ли засорение между нагнетательными клапанами и точкой нагнетания;

б) работа при отсутствии жидкости - проверьте наличие фильтра (клапана) основания. Используйте датчик уровня, который, останавливает насос, когда химический продукт в резервуаре израсходован;

в) мембрана эксплуатировалась неправильно - если была произведена замена мембраны, убедитесь, что она натянута правильно.

Насос не запускается:

а) недостаточное электропитание - убедитесь, что данные заводской таблички насоса соответствуют параметрам электрической сети.

Заключение

В данном курсовом проекте приведено описание и принцип работы центробежного насоса типа К, произведён расчет основных гидравлических параметров и рабочего колеса, по исходным данным подобран прототип насоса. Это насос 2К-6а. приведены рисунки рабочего колеса, насосной установки, схема параллелограмных скоростей. Определена мощность электродвигателя для обеспечения работы насоса. В разделе эксплуатации разработаны инструкции и указания по техническому обслуживанию и уходу за насосом. В разделе техника безопасности описаны правила работы с насосом, рассмотрены меры защиты обслуживающего персонала. Приведён список используемой литературы. В приложении представлена спецификация насоса.

Литература

1. Есьман И.Г. Насосы, М. Гостоптехиздат, 1954, 286 с.

Караев М.А., Меликов М.А., Мустафаева Г.А. О коэффициенте быстроходности центробежных насосов и пересчете их характеристики с воды на более вязкую жидкость. // Известие высших технических учебных заведений Азербайджана, №6, 2003, с.24-27.

Степанов А.И. Центробежные и осевые насосы. М. Машгиз, 1960.

Башта Т.М. и др.

Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М. Машгиз, 1970, 246 с.

Насосы общего назначения типа К. Каталог, М., 1977, 30 с.

Http://www.fokino.ru/ns. htm

Http://document.org.ua/techno/pump/

Http://www.ges.ru/book/book_pumps/

Www.irimex.ru/services/catalog/nasos/

Http://www.chemicalpumps.ru/

11.

Http://www.allpumps.ru/

Www.multipumps.ru/

Www.rusnasos.ru/

Www.pumps.net.ru/

Приложение

Обозначение

Наименование

Приме- чание

Крышка корпуса

Уплотняющие кольца

Рабочее колесо

Набивка сальника

Защитная втулка

Крышка сальника

Вал насоса

Опорный кронштейн

Шарикоподшипник

№ документа

Разработал

Рзаева Р.

Общий вид центробежного насоса типа К

Проверил

Азизов А.

Гиримов Г.

АГНА гр.422.9

Зав. кафедра

Гейдаров Х.

Пример №1

Плунжерный насос одинарного действия обеспечивает расход перекачиваемой среды 1 м 3 /ч. Диаметр плунжера составляет 10 см, а длинна хода - 24 см. Частота вращения рабочего вала составляет 40 об/мин.

Требуется найти объемный коэффициент полезного действия насоса.

Площадь поперечного сечения плунжера:

F = (π·d²)/4 = (3,14·0,1²)/4 = 0,00785 м²2

Выразим коэффициент полезного действия из формулы расхода плунжерного насоса:

η V = Q/(F·S·n) = 1/(0,00785·0,24·40) · 60/3600 = 0,88

Пример №2

Двухпоршневой насос двойного действия создает напор 160 м при перекачивании масла с плотностью 920 кг/м 3 . Диаметр поршня составляет 8 см, диаметр штока - 1 см, а длинна хода поршня равна 16 см. Частота вращения рабочего вала составляет 85 об/мин. Необходимо рассчитать необходимую мощность электродвигателя (КПД насоса и электродвигателя принять 0,95, а установочный коэффициент 1,1).

Площади попреречного сечения поршня и штока:

F = (3,14·0,08²)/4 = 0,005024 м²

F = (3,14·0,01²)/4 = 0,0000785 м²

Производительность насоса находится по формуле:

Q = N·(2F-f)·S·n = 2·(2·0,005024-0,0000785)·0,16·85/60 = 0,0045195 м³/час

N П = 920·9,81·0,0045195·160 = 6526,3 Вт

С учетом КПД и установочного коэффициента получаем итоговую установочную мощность:

N УСТ = 6526,3/(0,95·0,95)·1,1 = 7954,5 Вт = 7,95 кВт

Пример №3

Трехпоршневой насос перекачивет жидкость с плотностью 1080 кг/м 3 из открытой емкости в сосуд под давлением 1,6 бара с расходом 2,2 м 3 /час. Геометрическая высота подъема жидкости составляет 3,2 метра. Полезная мощность, расходуемая на перекачивание жидкости, составляет 4 кВт. Необходимо найти величину потери напора.

Найдем создаваемый насосом напор из формулы полезной мощности:

H = N П /(ρ·g·Q) = 4000/(1080·9,81·2,2)·3600 = 617,8 м

Подставим найденное значение напора в формулу напора, выраженую через разность давлений, и найдем искомую величину:

h п = H - (p 2 -p 1)/(ρ·g) - H г = 617,8 - ((1,6-1)·10 5)/(1080·9,81) - 3,2 = 69,6 м

Пример №4

Реальная производительность винтового насоса составляет 1,6 м 3 /час. Геометрические характеристики насоса: эксцентриситет - 2 см; диаметр ротора - 7 см; шаг винтовой поверхности ротора - 14 см. Частота вращения ротора составляет 15 об/мин. Необходимо определить объемный коэффициент полезного действия насоса.

Выразим искомую величину из формулы производительности винтового насоса:

η V = Q/(4·e·D·T·n) = 1,6/(4·0,02·0,07·0,14·15) · 60/3600 = 0,85

Пример №5

Необходимо рассчитать напор, расход и полезную мощность центробежного насоса, перекачивающего жидкость (маловязкая) с плотностью 1020 кг/м 3 из резервуара с избыточным давлением 1,2 бара а резервуар с избыточным давлением 2,5 бара по заданному трубопроводу с диаметром трубы 20 см. Общая длинна трубопровода (суммарно с эквивалентной длинной местных сопротивлений) составляет 78 метров (принять коэффициент трения равным 0,032). Разность высот резервуаров составляет 8 метров.

Для маловязких сред выбираем оптимальную скорость движения в трубопроводе равной 2 м/с. Рассчитаем расход жидкости через заданный трубопровод:

Q = (π·d²) / 4·w = (3,14·0,2²) / 4·2 = 0,0628 м³/с

Скоростной напор в трубе:

w²/(2·g) = 2²/(2·9,81) = 0,204 м

При соответствующем скоростном напоре потери на трение м местные сопротивления составят:

H Т = (λ·l)/d э · = (0,032·78)/0,2 · 0,204 = 2,54 м

Общий напор составит:

H = (p 2 -p 1)/(ρ·g) + H г + h п = ((2,5-1,2)·10 5)/(1020·9,81) + 8 + 2,54 = 23,53 м

Остается определить полезную мощность:

N П = ρ·g·Q·H = 1020·9,81·0,0628·23,53 = 14786 Вт

Пример №6

Целесообразна ли перекачка воды центробежным насосом с производительностью 50 м 3 /час по трубопроводу 150х4,5 мм?

Рассчитаем скорость потока воды в трубопроводе:

Q = (π·d²)/4·w

w = (4·Q)/(π·d²) = (4·50)/(3,14·0,141²) · 1/3600 = 0,89 м/с

Для воды скорость потока в нагнетательном трубопроводе составляет 1,5 - 3 м/с. Получившееся значение скорости потока не попадает в данный интервал, из чего можно сделать вывод, что применение данного центробежного насоса нецелесообразно.

Пример №7

Определить коэффициент подачи шестеренчатого насоса. Геометрические характеристики насоса: площадь поперечного сечения пространства между зубьями шестерни 720 мм 2 ; число зубьев 10; длинна зуба шестерни 38 мм. Частота вращения составляет 280 об/мин. Реальная подача шестеренчатого насоса составляет 1,8 м3/час.

Теоретическая производительность насоса:

Q = 2·f·z·n·b = 2·720·10·0,38·280·1/(3600·10 6) = 0,0004256 м³/час

Коэффициент подачи соответственно равен:

η V = 0,0004256/1,8·3600 = 0,85

Пример №8

Насос, имеющий КПД 0,78, перекачивает жидкость плотностью 1030 кг/м 3 с расходом 132 м 3 /час. Создаваемый в трубопроводе напор равен 17,2 м. Насос приводится в действие электродвигателем с мощностью 9,5 кВт и КПД 0,95. Необходимо определить, удовлетворяет ли данный насос требованиям по пусковому моменту.

Рассчитаем полезную мощность, идущую непосредственно на перекачивание среды:

N П = ρ·g·Q·H = 1030·9,81·132/3600·17,2 = 6372 Вт

Учтем коэффициенты полезного действия насоса и электродвигателя и определим полную необходимую мощность электродвигателя:

N Д = N П /(η Н ·η Д) = 6372/(0,78·0,95) = 8599 Вт

Поскольку нам известна установочная мощность двигателя, определим коэффициент запаса мощности электродвигателя:

β = N У /N Д = 9500/8599 = 1,105

Для двигателей с мощностью от 5 до 50 кВт рекомендуется выдирать пусковой запас мощности от 1,2 до 1,15. Полученное нами значение не попадает в данный интервал, из чего можно сделать вывод, что при эксплуатации данного насоса при заданных условиях могут возникнуть проблемы в момент его пуска.

Пример №9

Центробежный насос перекачивает жидкость плотностью 1130 кг/м 3 из открытого резервуара в реактор с рабочим давлением 1,5 бар с расходом 5,6 м 3 /час. Геометрическая разница высот составляет 12 м, причем реактор расположен ниже резервуара. Потери напора на трение в трубах и местные сопротивления составляет 32,6 м. Требуется определить полезную мощность насоса.

Рассчитаем напор, создаваемый насосом в трубопроводе:

H = (p 2 -p 1)/(ρ·g) + H г + h п = ((1,5-1)·10 5)/(1130·9,81) - 12 + 32,6 = 25,11 м

Полезная мощность насоса может быть найдена по формуле:

N П = ρ·g·Q·H = 1130·9,81·5,6/3600·25,11 = 433 Вт

Пример №10

Определить предельное повышение расхода насоса, перекачивающего воду (плотность принять равной 1000 кг/м 3) из открытого резервуара в другой открытый резервуар с расходом 24 м3/час. Геометрическая высота подъема жидкости составляет 5 м. Вода перекачивается по трубам 40х5 мм. Мощность электродвигателя составляет 1 кВт. Общий КПД установки принять равным 0,83. Общие потери напора на трение в трубах и в местных сопротивлениях составляет 9,7 м.

Определим максимальное значение расхода, соответствующее максимально возможной полезной мощности, развиваемой насосом. Для этого предварительно определим несколько промежуточных параметров.

Рассчитаем напор, необходимый для перекачивания воды:

H = (p 2 -p 1)/(ρ·g) + H г + h п = ((1-1)·10 5)/(1000·9,81) + 5 + 9,7 = 14,7 м

Полезная мощность, развиваемая насосом:

N П = N общ /η Н = 1000/0,83 = 1205 Вт

Значение максимального расхода найдем из формулы:

N П = ρ·g·Q·H

Найдем искомую величину:

Q макс = N П /(ρ·g·H) = 1205/(1000·9,81·14,7) = 0,00836 м³/с

Расход воды может быть увеличен максимально в 1,254 раза без нарушения требований эксплуатации насоса.

Q макс /Q = 0,00836/24·3600 = 1,254