1. Klasyfi kacja i zasady działania pomp i innych przenośników cieczy 2. Parametry pracy pompy i układu pompowego

Transkrypt

1 Spis treści Przedmowa Wykaz ważniejszych oznaczeń Klasyfikacja i zasady działania pomp i innych przenośników cieczy Przenośniki cieczy Pompy Rys historyczny rozwoju przenośników cieczy Zasada działania pomp wirowych Rozkład ciśnień w wirującym naczyniu wypełnionym cieczą Zasada działania pompy odśrodkowej i innych pomp wirowych Parametry pracy pompy i układu pompowego Prosty układ pompowy Główne parametry pracy pompy i układu pompowego Praca właściwa oraz wysokość podnoszenia pompy i układu pompowego Ciśnienie wytwarzane przez pompę Całkowita energia właściwa cieczy Związek miedzy wysokością podnoszenia a pracą właściwą Energia, praca właściwa oraz wysokości podnoszenia pompy i układu pompowego Charakterystyka rurociągu (układu pompowego) Straty i sprawności oraz moc na wale pompy Jednowymiarowa teoria przepływu przez wirnik pompy Potrzeba posiadania prostej teorii przepływu przez wirnik Sposób przedstawiania przepływu w wirniku na płaszczyźnie Charakter przepływu w kanałach międzyłopatkowych Dodatkowe wnioski wynikające z rozważań dla cieczy idealnej Założenia jednowymiarowej teorii pomp wirowych Wpływ gęstości palisady łopatkowej na obraz przepływu Równanie Eulera dla nieskończenie dużej liczby łopatek Bilans krętu cieczy dla dowolnej liczby łopatek Bilans krętu i równanie Eulera dla nieskończenie dużej liczby łopatek

2 6 Spis treści 3.8. Równanie Eulera dla skończonej liczby łopatek Wpływ liczby łopatek na wysokość podnoszenia pompy. Poprawka Pfleiderera Trójkąty prędkości w obrębie wirnika o nieskończenie dużej liczbie łopatek. Wpływ grubości łopatek Wpływ geometrii łopatek wirnika na parametry pracy pompy Stopień reakcyjności Wpływ kąta wylotowego łopatek wirnika na średnicę zewnętrzną wirnika i wysokość podnoszenia pompy odśrodkowej Zasady podobieństwa przepływów w pompach wirowych Wprowadzenie Warunki podobieństwa przepływów Warunki podobieństwa przepływów dla pomp wirowych Wyróżnik szybkobieżności Związek wartości wyróżnika szybkobieżności z kształtem wirnika Projektowanie wirników pomp odśrodkowych, helikoidalnych i diagonalnych Wyznaczenie głównych wymiarów wirnika Obliczenia wstępne Moc na wale pompy i moc silnika napędowego Średnica wału i średnica piasty Prędkości w przekroju południkowym Główne średnice i szerokości Sprawdzenie wysokości podnoszenia Ukształtowanie kanału w przekroju południkowym Wyznaczenie środkowej linii prądu Profilowanie kanału w przekroju południkowym Wyznaczenie kształtu łopatki o pojedynczej krzywiźnie metodą punktową Zarys metody punktowej Kolejność postępowania przy projektowaniu łopatki metodą punktową Sprawdzenie prawidłowości zarysu łopatki Wyznaczenie kształtu łopatki o przestrzennej krzywiźnie Zależności podstawowe Zasady projektowania łopatek metodą odwzorowania Kolejność postępowania przy projektowaniu łopatki metodą odwzorowania Projektowanie łopatek wirników o dużych wyróżnikach szybkobieżności Przykłady obliczeniowe Elementy doprowadzające i odprowadzające ciecz z wirników pomp odśrodkowych i helikoidalnych Zadania elementów odprowadzających ciecz z wirnika Kierownice bezłopatkowe Kierownice łopatkowe Kierownica odśrodkowa Kierownica dośrodkowa Spiralne kanały zbiorcze Zależności ogólne Metoda stałego krętu Metoda stałej średniej prędkości przepływu Dyfuzor wylotowy

3 Spis treści Współśrodkowe kanały zbiorcze Elementy doprowadzające ciecz do wirnika Zadania i rodzaje elementów doprowadzających Zasady konstruowania elementów doprowadzających Przykład obliczeniowy Siły hydrauliczne i ich równoważenie Siła poprzeczna Przyczyny powstawania sił poprzecznych Wartości sił poprzecznych Konstrukcyjne sposoby zmniejszenia wartości sił poprzecznych Siła wzdłużna Przyczyny powstawania sił wzdłużnych Wartości sił wzdłużnych Wartości współczynników zawirowań. Rozkłady p(r) Układy równoważące lub zmniejszające siły wzdłużne Wprowadzenie Otwory odciążające Łopatki odciążające Specjalne układy konstrukcyjne Bęben odciążający Tarcza odciążająca Łożysko hydrostatyczne Projektowanie tarcz odciążających Siła centrująca w mimośrodowej szczelinie wzdłużnej (siła Łomakina) Przyczyna powstawania siły Łomakina Wartość siły Łomakina i skutki jej działania Zmniejszenie siły Łomakina w wyniku modernizacji uszczelnień Charakterystyki pomp wirowych Wprowadzenie Charakterystyka przepływu Analiza jakościowa kształtu charakterystyki przepływu Doświadczalne otrzymywanie charakterystyki przepływu Stateczność i stromość charakterystyki przepływu Charakterystyka mocy i charakterystyka sprawności Charakterystyki uniwersalne Powinowactwo charakterystyk przepływu Sposób przedstawiania charakterystyk uniwersalnych Charakterystyki zupełne Rodzaje warunków pracy pompy Sposoby przedstawiania charakterystyk pomp pracujących w różnych warunkach Inne charakterystyki pomp Wpływ lepkości cieczy na charakterystyki pomp Charakterystyki pomp przetłaczających ciecze o powiększonej lepkości Charakterystyki pomp przetłaczających ciecze o obniżonej lepkości Charakterystyki grupy zespołów pompowych Charakterystyki przepływu pomp połączonych szeregowo Charakterystyki przepływu pomp połączonych równolegle Charakterystyki sprawności grup zespołów pompowych

4 8 Spis treści 9. Praca pompy w układzie pompowym Charakterystyka układu pompowego Charakterystyka prostego układu pompowego Charakterystyka układu z rurociągami połączonymi szeregowo Charakterystyka układu z rurociągami połączonymi równolegle Punkt pracy pompy w układzie pompowym Parametry punktu pracy pompy w prostym układzie pompowym Zdolność dostosowania się pompy wirowej do zmian warunków pracy Proste i złożone układy pompowe Ogólne zasady rozwiązywania zadań dotyczących układów pompowych Przykłady rozwiązywania układów pompowych o różnym stopniu złożoności Kawitacja i charakterystyki kawitacyjne Wprowadzenie Istota, objawy i skutki kawitacji Przyczyny powstawania kawitacji i jej rodzaje Początek, stopnie rozwoju i fazy kawitacji Nadwyżki antykawitacyjne i wyróżniki kawitacyjne Charakterystyki kawitacyjne Wpływ warunków pracy pompy na powstanie kawitacji Pompy diagonalne i śmigłowe Ogólne cechy pomp diagonalnych i śmigłowych Pompy diagonalne Wirniki Kierownice Pompy śmigłowe Ogólne zależności dla pojedynczego profilu, prostej palisady profili i palisady łopatek wirnika Zasada działania pompy śmigłowej Wyznaczenie głównych wymiarów wirnika pompy śmigłowej Kierownica łopatkowa Ocena oczekiwanych właściwości antykawitacyjnych pompy śmigłowej Napór osiowy w pompie śmigłowej Charakterystyki oraz regulacja parametrów pomp diagonalnych i śmigłowych Charakterystyki pomp diagonalnych i śmigłowych Regulacja parametrów pomp diagonalnych i śmigłowych Pompy wirowe innych rodzajów Przyczyny powstania nietypowych rozwiązań konstrukcyjnych pomp wirowych Pompy bocznokanałowe i peryferalne Pompy bocznokanałowe Pompy peryferalne Pompy tarczowe Pompy czerpakowe Pompy z wirnikami otworowymi Pompy o swobodnym przepływie Pompoturbiny odwracalne Regulacja i napędy pomp wirowych Wiadomości wstępne

5 Spis treści Podstawowe sposoby regulacji parametrów pracy pompy Regulacja dławieniowa Regulacja upustowa Regulacja przez zmianę prędkości obrotowej wirnika Regulacja przez zmianę liczby pracujących pomp połączonych równolegle Współpraca pomp odśrodkowych regulowanych i nieregulowanych Inne sposoby regulacji Obtoczenia wirników i obszary stosowalności pomp Zmiana parametrów pracy pompy przez zmniejszenie średnicy zewnętrznej wirnika Wyznaczenie średnicy d 2 wirnika po obtoczeniu Obszar stosowalności pompy danej wielkości Napędy pomp wirowych Rodzaje napędów pomp wirowych Najważniejsze informacje o silnikach elektrycznych Tradycyjne napędy o zmiennych prędkościach obrotowych Tyrystorowe napędy o zmiennych prędkościach obrotowych Porównanie różnych sposobów realizacji zmian prędkości obrotowej Optymalny dobór i eksploatacja pomp wirowych Typoszeregi pomp wirowych Obszar zastosowań pomp wirowych Pole zapotrzebowań i typoszereg pomp Dobór pompy wirowej do projektowanego lub istniejącego układu pompowego Czynniki wpływające na dobór pompy Wyznaczenie charakterystyki układu Ogólne zasady optymalnego doboru pomp do instalacji nowych i modernizowanych Dobór parametrów znamionowych oraz wybór pojedynczej pompy Ustalenie parametrów znamionowych grupy m > 1 pomp oraz wybór pomp Ogólne zasady eksploatacji pomp Zapoznanie się z działaniem pompy i instalacji Podstawowe zasady montażu pomp i rurociągów Racjonalna obsługa pomp Zakres dopuszczalnej ciągłej pracy pompy Poprawa efektywności energetycznej układów pompowych Znaczenie wysokiej efektywności energetycznej Efektywność energetyczna układów pompowych Konieczność zmniejszenia energochłonności transportu cieczy Warunki ekonomicznej pracy pompy i instalacji pompowej Sprawność całkowita i inne kryteria oceny obiektu pompowego Przyczyny strat energii w układach pompowych i możliwości ich zmniejszenia Ogólne przyczyny strat energii i sposoby ich zmniejszenia Główne źródła strat powstałych poza zespołami pompowymi Modernizacje układów pompowych zmniejszające energochłonność transportu cieczy Poprawa doboru pomp Zmiana koncepcji hydraulicznej układu Modernizacja rurociągów zmniejszająca opory przepływu

6 10 Spis treści Przywrócenie lub poprawa drożności rurociągu Zmiana sposobu regulacji Modernizacje zwiększające sprawność pompy Koszty działań modernizacyjnych Niezbędne działania poprzedzające modernizację Optymalne sterowanie lub optymalne, bieżące regulowanie parametrów pracy grupy pomp podczas jej eksploatacji Wybrane zagadnienia obliczeniowe i badawcze związane z wytwarzaniem pomp wirowych Stany nieustalone w pracy pomp wirowych Przykłady nieustalonych stanów pracy pomp Rozruch i zatrzymanie pompy Zanik napięcia zasilania lub ścięcie wpustu wirnika Nagła zmiana charakterystyki rurociągu Zaawansowane metody obliczeń hydraulicznych elementów pomp wirowych Normalizacja i certyfikacja w zakresie pomp wirowych Normalizacja i Polskie Normy Aprobaty techniczne Certyfikacja i certyfikaty Badania doświadczalne pomp Rodzaje badań doświadczalnych Ogólne zasady przeprowadzania pomiarów Przyrządy pomiarowe Niepewność pomiaru Rodzaje i budowa stanowisk badawczych Badania odbiorcze Badania modelowe Wybrane zagadnienia konstrukcyjne i technologiczne Rozwiązania konstrukcyjne pomp wirowych Rozwiązania i obliczenia poszczególnych węzłów konstrukcyjnych Dławnice Wały Łożyskowanie Wirniki i ich uszczelnienia Kadłuby Dobór materiałów na poszczególne elementy Dopuszczalne niewyrównoważenie zespołu wirującego Komentarz do atlasu rozwiązań konstrukcyjnych pomp Literatura Skorowidz