Нагнетатели трения

Дисковый вентилятор (рис.1.10). Рабочее колесо этого нагнетателя представляет собой пакет дисков, расположенных с небольшим зазором перпендикулярно оси вращения колеса. Подача энергии от колеса к жидкости происходит в результате действия сил трения в пограничном слое, образующемся на дисках. Достоинство– меньший, по сравнению с лопастными машинами, уровень шума, вследствие отсутствия срывных вихревых зон. Недостаток – низкий КПД

Рис.1.10. Схема дискового вентилятора

Вихревой насос (рис 1.11). В этих машинах колесо (1) представляет собой сплошной диск, по краям которого расположены лопатки (2). Диск размещается в корпусе так, что лопатки почти касаются его верхней части, и свободно проходят в нижней части. При вращении колеса около лопаток образуются вихри, способствующие проталкиванию жидкости в направлении, совпадающем с направлением вращения колеса. Жидкость к корпусу подводится трубопроводом (3), присоединенным к нему по касательной, и выходит через трубопровод (4).

Рис.1.11. Схема вихревого насоса

Достоинства: простота конструкции, более высокое, по сравнению с лопастными насосами, давление. Недостаток – низкий КПД.

Струйные нагнетатели (рис.1.12). В струйных нагнетателях используется две среды: рабочая (I), получающая энергию от другого нагнетателя, и перемещаемая (подсасываемая) (II). Рабочая струя через сопло (сужение) (1) поступает в камеру смешения (2). Вследствие сужения происходит увеличение скорости струи (1), в результате возрастает динамическое и уменьшается статическое давление в этой струе. Так как давление на внешней поверхности струи определяется статическим давлением P_ст1, то конструкцию можно рассчитывать таким образом, чтобы давление в перемещаемой жидкости (II) P₂ было бы больше P_ст1. Тогда жид-кость (II) будет поступать в камеру смешения. Назначение диффузора (3) – увеличить площадь для прохода жидкости с целью уменьшения потерь энергии в трубопроводах.

Рис.1.12. Схемы струйных нагнетателей

В аппаратах, выполненных по схеме, изображенной на рис. 1.12а, подмешиваемый поток поступает под углом 90^О к оси аппарата. Вследствие больших потерь энергии на удар при смешивании потоков, КПД в этом случае не превышает 25%. В аппаратах, выполненных по схеме рис. 1.12б, КПД может достигнуть 43,5%.

Струйные нагнетатели типа «а» называются элеваторами, типа «б» –эжекторами.

Достоинства струйных аппаратов: простота конструкции, отсутствие подвижных частей, бесшумность работы. Недостаток – низкий КПД.

Пневматические нагнетатели. Здесь для подъема жидкости используется сжатый воздух или технический газ. Эти аппараты получили название эрлифт (газлифт) (рис. 1.13). Установка работает следующим образом. В обсадную трубу (1) опущена водопроводная труба (2). Воздух поступает из компрессора (К) по воздухопроводу (изображен штриховой линией) в нижний конец водоподъемной трубы, где, смешиваясь с водой, образует смесь с малой плотностью (r_см<r_воды). По закону сообщающихся сосудов

между столбами жидкости в кольцевом пространстве между трубами (1) и (2) и более легкой смеси в водоподъемной трубе стремится установиться равновесие. Столб воды в обсадной трубе будет выдавливать вверх столб смеси в подъемной трубе. При ударе об отбойный корпус (3) смесь выделяет воздух, а вода собирается в резервуаре (4). На практике удается с помощью эрлифтов поднимать воду на высоту (Н_г) до 200 м. Достоинства эрлифтов: простота устройства, отсутствие в скважинах механизмов, надежность и бесперебойность работы. Недостаток – низкий КПД (до 36%).

Рис.1.13. Схема работы эрлифта