У галузі рідинних машин насоси змішаного потоку тавідцентрові насосидва поширених типи насосів. Вони відіграють важливу роль у багатьох промислових і цивільних сферах. Розуміння їх істотних відмінностей є вирішальним для правильного вибору та використання цих пристроїв.
1, Структурні відмінності
(1) Конструкція робочого колеса
Змішаний насос
Форма робочого колеса насоса змішаного потоку знаходиться між формою відцентрового насоса та осьового насоса. Його лопаті скручені, як з радіальним розширенням лопатей відцентрового насоса, так і з осьовим розширенням лопатей осьового насоса. Ця форма лопаті змушує рідину насоса змішаного потоку піддаватися як відцентровим, так і осьовим силам під час роботи. Наприклад, деякі звичайні робочі колеса насосів змішаного потоку мають кути розташування лопатей на виході, як правило, від 20 градусів до 60 градусів, що може вплинути на робочі характеристики насоса змішаного потоку.
Лопаті робочого колеса відцентрових насосів зазвичай радіальні або загнуті назад. Лопаті в основному створюють відцентрову силу, яка відкидає рідину від центру робочого колеса до краю робочого колеса. Кут розміщення вихідного отвору лопаті робочого колеса відцентрового насоса зазвичай перевищує 90 градусів, а в деяких випадках навіть близько 180 градусів, що дозволяє рідині отримати велику відцентрову силу в робочому колесі.
(2) Структура корпусу насоса
Змішаний насос
Корпус насоса змішаного потоку має здебільшого спиральну конструкцію, але в порівнянні зі спиральною формою відцентрових насосів його горловина більша. Ця структура допомагає краще збалансувати радіальні та осьові сили під час потоку рідини, а також адаптується до характеристик як радіального, так і осьового потоку рідини в насосах змішаного потоку. Крім того, вхідний і вихідний отвір насосів змішаного потоку зазвичай знаходяться на одній осі або мають певний кут для адаптації до різних вимог встановлення та експлуатації.
Корпус відцентрових насосів також має здебільшого спиральну структуру, але площа горловини відносно невелика. Вхідний патрубок відцентрового насоса зазвичай розташований збоку від корпусу насоса, а вихідний патрубок розташований зверху або збоку від корпусу насоса, що відрізняється від схеми вхідного та вихідного трубопроводів змішаного насоса.
2, Відмінності в принципах роботи
(1) Принцип роботи насоса змішаного потоку
Перетворення енергії
Коли насос змішаного потоку працює, робоче колесо обертається, щоб рухати рідину. Завдяки закрученій формі лопатей рідина відчуває комбіновану дію відцентрових і осьових сил у робочому колесі. Відцентрова сила змушує рідину рухатися до краю робочого колеса, тоді як осьова сила штовхає рідину текти в осьовому напрямку. Під час цього процесу збільшується як кінетична енергія, так і енергія тиску рідини. Коли рідина тече від центру до краю робочого колеса, її швидкість поступово зростає, а тиск також поступово зростає.
Траєкторія течії
Траєкторія потоку рідини в насосі змішаного потоку являє собою косий потік між радіальним і осьовим напрямками. Після надходження в робоче колесо з впускного отвору рідина тече по похилому каналу лопаті. При витіканні з робочого колеса є як радіальна, так і осьова складові швидкості.
(2) Принцип роботи відцентрового насоса
Перетворення енергії
Відцентрові насоси для роботи в основному покладаються на відцентрову силу, що створюється обертанням робочого колеса. Коли робоче колесо обертається з високою швидкістю, рідина відкидається до краю робочого колеса під дією відцентрової сили. Під час цього процесу швидкість рідини збільшується, і відповідно підвищується тиск. Відцентрові насоси в основному перетворюють механічну енергію, що надходить від робочого колеса, на кінетичну енергію та енергію тиску рідини, при цьому збільшення кінетичної енергії становить значну частку, а потім перетворює кінетичну енергію в енергію тиску через такі компоненти, як спіраль.
Траєкторія течії
Траєкторія потоку рідини всередині відцентрового насоса радіальна. Рідина викидається від центру робочого колеса до краю робочого колеса, а потім поступово змінює напрямок уздовж спірального каналу корпусу насоса, витікаючи з вихідного отвору.
3, Відмінності в характеристиках продуктивності
(1) Характеристики потоку та напору
Змішаний насос
Швидкість потоку насосів змішаного потоку є відносно великою, як правило, між 100-10000 кубічних метрів на годину, залежно від моделі насоса та технічних характеристик. Його діапазон відносно вузький, зазвичай між 10-100 метрів. Крива напору насоса змішаного потоку відносно плоска, і в межах певного діапазону напору вплив змін потоку на напір відносно невеликий.
Діапазон витрат відцентрових насосів також дуже широкий, коливається від кількох кубічних метрів на годину до тисяч кубічних метрів на годину. Діапазон напору відцентрових насосів широкий, коливається від кількох метрів до кількох сотень метрів. Крива напору відцентрового насоса зазвичай має форму горба з високою ефективністю поблизу відмінної робочої точки. Після відхилення від чудової робочої точки ефективність швидко знизиться.
(2) Ефективність
Змішаний насос
Насоси змішаного потоку мають вищу ефективність за умов середнього потоку та високого напору. Завдяки особливостям своєї конструкції та принципу роботи насоси змішаного потоку можуть ефективно перетворювати вхідну енергію в ефективну енергію рідини при роботі з високою швидкістю потоку та певними вимогами до напору, з ефективністю, яка зазвичай досягає приблизно 70% -85%.
Ефективність відцентрових насосів у зоні високої-ефективності також відносно висока й зазвичай сягає приблизно 80%–90%. Але коли витрата і напір відхиляються від оптимальної робочої точки, ефективність швидко падає. Наприклад, коли швидкість потоку нижче 50% від оптимальної робочої точки, ефективність відцентрового насоса може знизитися нижче 50%.
(3) Ефективність кавітації
Змішаний насос
Показники кавітації насосів змішаного потоку відносно низькі. Через високу швидкість потоку на вході та великий кут входу лопаті насосів змішаного потоку може виникнути кавітація на вході лопаті. Проблеми кавітації є більш серйозними, особливо в умовах низького напору та високої витрати.
Показники кавітації відцентрових насосів відносно хороші. Вхідний кут лопатей відцентрового насоса відносно малий, а швидкість потоку на вході відносно низька, що може певною мірою зменшити виникнення кавітації. Однак у відцентрових насосах також можуть виникнути проблеми з кавітацією на великій висоті, високій температурі або в умовах поганого всмоктування.
4, Різниця в області застосування
(1) Область застосування насоса змішаного потоку
Гідротехніка
Змішані насоси широко використовуються в іригаційній і дренажній техніці. Наприклад, у великих-системах сільськогосподарського зрошення насоси змішаного потоку можуть піднімати воду з джерела на більш високу позицію, а потім транспортувати її на різні сільськогосподарські угіддя через канали. Що стосується дренажу, для видалення заболочування можна використовувати змішані насоси, особливо в районах з відносно рівним рельєфом. Насоси змішаного потоку можуть ефективно скидати накопичену воду.
Міський водопровід
У деяких міських проектах водозабору та водовідведення насоси змішаного потоку можуть також використовуватися для транспортування води від джерела води до водоочисних споруд або міських мереж водопостачання. Особливо, коли потрібна велика швидкість потоку та помірний напір, насос змішаного потоку є більш економічним вибором.
(2) Область застосування відцентрового насоса
Промисловий сектор
Відцентрові насоси широко використовуються в таких галузях, як хімічна, нафтова та енергетика. У хімічній промисловості відцентрові насоси можна використовувати для транспортування різних хімічних середовищ, таких як кислоти, основи, сольові розчини тощо. У нафтовій промисловості відцентрові насоси можна використовувати для таких процесів, як транспортування сирої нафти та закачування води. В енергетиці відцентрові насоси можуть використовуватися для подачі оборотної охолоджувальної води та ін.
Поле будівництва
Відцентрові насоси відіграють важливу роль у будівництві систем водопостачання та водовідведення. Наприклад, у системі водопостачання висотних-будинків відцентрові насоси можуть перекачувати воду з нижнього рівня басейну в-високий водяний резервуар для задоволення потреб користувачів у воді. У системі протипожежного захисту відцентрові насоси також є важливим водопровідним обладнанням, яке може забезпечити достатній об’єм і тиск води в разі пожежі.
Підсумовуючи, між насосами змішаного потоку та відцентровими насосами є суттєві відмінності щодо структури, принципу роботи, робочих характеристик та сфери застосування. На практиці необхідно розумно вибирати насос змішаного потоку або відцентровий насос на основі конкретних умов експлуатації, таких як швидкість потоку, напір, властивості рідини та інші фактори. Для ситуацій з високою швидкістю потоку, середнім напором і не особливо високими вимогами до продуктивності кавітації хорошим вибором є насоси змішаного потоку; Для робочих умов із широким діапазоном витрат і напору, високими вимогами до ефективності та чутливістю до кавітації, відцентрові насоси мають більше переваг.