Вихревые и центробежно-вихревые насосы.

К вихревым и центробежно-вихревым относятся насосы, в которых поток жидкости создается за счет трения или инерции (например, вихревые, вибрационные, лабиринтные и шнековые насосы). Принцип действия вихревых насосов следующий. Жидкость захватывается лопатками у входа в кольцевой канал, попадает в межлопаточную полость и затем вновь выбрасывается в кольцевой канал. За один оборот рабочего колеса частица жидкости несколько раз захватывается лопатками и выбрасывается в кольцевой канал. Таким образом, при прохождении межлопаточных полостей колеса на пути от входа в кольцевой канал до выхода из него жидкость многократно получает приращение энергии. В силу этого при одном и том же диаметре рабочего колеса вихревые насосы развивают напоры, в 2-3 раза большие, чем центробежные. Благодаря этому вихревые насосы имеют меньшие габариты и массу по сравнению с центробежными насосами таких же рабочих параметров. Важным преимуществом вихревых насосов является и то, что они обладают самовсасывающей способностью, благодаря чему намного упрощается их эксплуатация.

Рабочие колеса вихревых насосов бывают открытого и закрытого типа. Закрытое колесо представляет собой плоский диск с короткими лопатками, расположенными на периферии диска. Открытое колесо – это ступица с длинными радиальными лопатками. В открытых колесах обычно от 12 до 24 лопаток, а в закрытых – от 18 до 30.

Вихревые насосы выпускают с подачей 1–50 м3/ч при напорах 25–100 м. Высота всасывания находится в пределах 4-8 м. Напор, развиваемый вихревым насосом, можно приблизительно подсчитать по формуле

H = ?u2/2g,

где ? – коэффициент, равный для колес закрытого типа 3,3–4,5; u – окружная скорость, равная ?Dn/60.

К недостаткам вихревых насосов относятся сравнительно невысокий КПД (25-45%) и быстрый износ рабочих колес и уплотняющих плоскостей при подаче жидкости, содержащей абразивные примеси.

Характеристики Q – H и Q – N вихревых насосов линейные.

Вихревые насосы применяются в тех случаях, когда требуется малая подача при относительно больших напорах. Самовсасывающие вихревые насосы применяют как дренажные для откачки воды из заглубленных насосных станций.

В центробежно-вихревых насосах имеются два рабочих колеса – центробежное и вихревое. Как правило, центробежное колесо расположено перед вихревым, т.е. жидкость попадает сначала в центробежное колесо, где создается небольшое давление, которое затем повышается вихревым колесом. При таком сочетании рабочих колес достигаются большие напоры при относительно малой подаче.

Коэффициент полезного действия центробежно-вихревых насосов несколько выше, чем у вихревых, и достигает 0,45–0,48. Центробежно-вихревые насосы применяют главным образом как питательные для котлов малой мощности. Но их можно применять и для систем водоснабжения небольших объектов в случаях, когда требуется создать большой напор, например, в горной местности.

По материалам книги П. В. Лобачева "Насосы и насосные станции"