Скрежет раздался еще до того, как я закончил закрывать кран. В панике я открыл его обратно, но — было уже поздно: шестеренный насос скрипел подшипниками, а из коробки БРНО угрожающе просачивался призрачно-серый дым. Именно так началось мое знакомство с двумя базовыми типами насосов: объемным и динамическим. И сегодня я расскажу тебе, что пошло не так, и как лично ты сможешь избежать подобных ошибок.
Из этой статьи ты узнаешь:
почему один насос сгорает за минуты после закрытия крана, а другой может работать сутками;
как устроены разные типы насосов;
что такое кривая Q-H, и почему она пригодится именно тебе;
и что не так с потреблением электричества у ценробежников.
Перейдем сразу к делу.
Объемный и динамический. В чем разница
Самый простой пример динамического насоса — обыкновенный вентилятор. Ты накрываешь его покрывалом, и вот он уже совсем не дует. Хотя без покрывала он даже мог слегка шевелить шторы.
Объемный насос — он как мясорубка. Пока она работает, ничто, кроме самых твердых костей, не в силах ее остановить.
При этом вентилятор перекачивает огромный объем воздуха, почти не тратя на это энергию. А мясорубка потребляет довольно много электричества, а проталкивает буквально пару стаканов фарша в минуту.
Почему так происходит? В вентиляторе лопасти лишь направляют воздух в нужном направлении, однако почти не мешают ему пройти обратно. Когда мы закрываем вентилятор тканью, воздух перестает двигаться вперед и начинает просто носиться по кругу вместе с лопатками.
А в мясорубке фарш никак не может вернуться назад. Он может только проталкиваться вперед. Если ты попытаешься заткнуть излив мясорубки рукой, то у тебя вряд ли получится удержать фарш внутри. Несмотря на скромные размеры, мясорубка создает довольно большое усилие.
Но если у тебя все-таки хватит сил пережать поток фарша на выходе, то мясорубка остановится и довольно быстро сгорит.
И у объемного насоса ровно те же проблемы: он может создавать огромное усилие на выходе. Но как только сопротивление в напорном патрубке превысит его возможности, насос незамедлительно сгорит.
Давай познакомимся с принципом работы этих насосов.
Как работает объемный насос
У объемного насоса мы всегда можем выделить участок рабочей камеры, где объем жидкости по очереди отрезан или от входа или от выхода. Чем-то это похоже на вращающиеся двери торговых центров: внутренний объем открывается на улицу, люди заходят, но не могут сразу пройти на выход. Сначала должен закрыться вход, и только потом откроется проход внутрь здания.
У объемного насоса для решения такой задачи есть или пара клапанов (в возвратно-поступательных насосах), или рабочий элемент сам устроен так, чтобы ограничивать поток жидкости только одним направлением (в насосах вращения).
Давай посмотрим на примеры, чтобы стало понятнее.
Как устроен поршневой насос
Тут все просто: в неподвижном цилиндре туда-обратно скользит поршень. Когда он движется вниз, открывается впускной клапан. Когда поршень движется вверх, впускной клапан закрывается, и открывается выпускной.
Чаще всего, поршневые насосы рассчитаны на воздух. В нашем каталоге, например, есть поршневые вакуумные насосы. Они устроены довольно просто, поэтому стоят недорого и эффективно расходуют электричество.
Бывают в природе и поршневые насосы для воды. Они нужны или для создания очень высокого давления (порядка сотен атмосфер), или для точного дозирования.
Общие недостатки поршневых насосов:
Даже во время нормальной работы уплотнение между цилиндром и поршнем изнашивается, и его нужно регулярно менять. Иначе появляются утечки. Сначала небольшие, но их объем растет со временем.
Любая пыль и абразив в разы ускоряют износ поршневого кольца.
Стенки цилиндра тоже изнашиваются, поэтому в какой-то момент замены поршневых колец становится уже недостаточно, приходится менять и цилиндр.
Как правило, на небольшие утечки воздуха никто не обращает внимания. Во всяком случае, если перекачивается обычный воздух. Но все меняется, если перекачивать нужно что-то ядовитое или дорогое. Тогда приходится подумать уже о мембранном насосе.
Как устроен мембранный насос
Как решить все проблемы поршневого кольца? Его можно заменить на гибкую мембрану.
Мы оставляем то же самое возвратно-поступательное движение, и те же два клапана. Однако, теперь поршень не скользит по цилиндру. Теперь он растягивает и сжимает гибкую мембрану.
Получается, что у нас нет утечек вдоль стенок цилиндра. А значит мы можем перекачивать очень дорогие или очень опасные среды. Поэтому первый плюс таких насосов — абсолютная герметичность.
Второй плюс таких насосов — их параметры почти не меняются со временем. Если по мере износа поршневого кольца снижается создаваемый насосом перепад давления, то у мембранного насоса перепад давления будет одинаковый до самого конца. Ровно до тех пор, пока не порвется мембрана.
Наверняка ты задаешься вопросом, сколько раз можно растянуть мембрану, прежде, чем она порвется? Современные мембраны выдерживают десятки миллионов циклов растяжения, чего хватает на дюжину месяцев работы в спокойном режиме.
Мембрана меньше подвержена износу от абразива. И на нее не влияет тепловое расширение рабочей камеры насоса. Однако, на деформацию мембраны тратится дополнительная энергия, поэтому с точки зрения затрат электроэнергии мембранные насосы менее эффективны, чем поршневые.
Приводиться в движение мембрана может как электродвигателем, так и при помощи сжатого воздуха. В нашем каталоге есть как мембранные вакуумные насосы, так и насосы для жидкости, в данном случае — для агрессивной химии.
Мембранные насосы применяются довольно широко. Но все же хочется иметь насос с более высоким КПД, чем у мембранника, но и без уязвимого поршневого кольца. Может быть, на эту роль подойдет плунжерный насос?
Как устроен плунжерный насос
Если поршень похож на «гриб» или шляпку гвоздя, то плунжер похож на длинный металлический стержень.
Он с минимальными зазорами вставлен в массивный цилиндр, что позволяет отказаться от ненадежного поршневого кольца. Принцип работы тот же самый: рабочий объем в камере меняется, и жидкость перекачивается благодаря работе клапанов.
Плунжерный насос хорош, но изготовление деталей с достаточно высокой точностью стоит дорого. Поэтому плунжерные насосы применяются лишь для создания высокого и сверхвысокого давления. А особенно, для дозирования под высоким давлением.
КПД всех возвратно-поступательных насосов, которые мы все это время разбирали, часто ограничивается тем, что нам нужно преобразовать вращательное движение двигателя в возвратно-поступательное. Да и работа клапанов всегда оставляет желать лучшего: прежде, чем закрыться, клапан пропускает какую-то часть жидкости в обратном направлении. Хотелось бы иметь насос, лишенный этих недостатков. Может быть, нам подойдет кулачковый?
Как устроен кулачковый насос
Два вращающихся ротора плавно проталкивают жидкость вперед без использования клапанов. Ну разве не красота?
Так как, в отличие от возвратно-поступательных насосов, жидкость в кулачковых насосах не меняет направление движения, этими насосами перекачивают деликатные жидкости: молоко, сливки, майонез. А вот для чистой воды или воздуха такой насос подходит плохо: для корректной работы кулачкового насоса роторы должны располагаться друг к другу как можно ближе, но не касаться друг друга. Из-за этого воздух просачивается между рабочими элементами, лишая аппарат возможности откачивать воздух.
По той же причине кулачковый насос очень боится любых мелких твердых включений: они могут застрять между роторами и заклинить насос. При этом, изготовить кулачковый насос с достаточно маленькими зазорами стоит еще дороже. Поэтому, как и плунжерный насос, кулачковый занимает свою узкую нишу бережного перекачивания продуктов, и не может стать универсальным решением.
Его логическим продолжением является когтевой насос. Давай узнаем, помогло ли изменение формы роторов устранить недостатки этого типа насосов?
Как устроен когтевой насос
Если ротор кулачкового насоса довольно массивен, то в когтевом насосе ротор выполнен в форме тонких серпов. Это позволяет уменьшить объем рабочей камеры и при этом увеличить расход.
Проблемы и преимущества у когтевого насоса примерно те же: высокая стоимость производства и боязнь абразива компенсируются низкими потерями на трение и равномерностью перекачивания. Однако, из-за формы роторов когтевой насос не может перекачивать жидкость, его область применения — газы. Да, часть газа все равно просачивается через зазоры между роторами. Но большой базовый расход позволяет этого не замечать. Когтевые насосы незаменимы там, где недопустимо загрязнять воздух масляной, резиновой или графитовой пылью. Но высокая стоимость также ограничивает их применение.
Давай посмотрим на насосы, производство которых стоит не так дорого.
Как устроен шестеренный насос
Если все предыдущие варианты роторов можно назвать относительно плоскими, то шестерня — это сильно вытянутый ротор. Благодаря такой форме шестеренный насос может перекачивать большие объемы жидкости.
Еще одно отличие — плотный контакт. Если в кулачковом и когтевом насосе роторы почти не касаются друг друга, то в шестеренном — наоборот, шестерни максимально прижаты одна к другой. Это позволяет шестеренным насосам развивать большое давление. Однако, использовать шестеренные насосы можно только с жидкостью, которая, как машинное масло, смазывает поверхность шестерни. Долго перекачивать таким насосом простую воду нельзя.
Именно поэтому в нашем каталоге шестеренные насосы предназначены для перекачки горячего масла и нефтепродуктов. А вот шестеренных насосов для воздуха не существует. Но как же тогда эффективно перекачивать воздух?
Как устроен пластинчато-роторный насос
В попытках упростить конструкцию объемного насоса и избавиться от необходимости точно выставлять соосность валов роторов, инженеры пришли к пластинчато-роторной конструкции.
Здесь у нас только один массивный ротор, в котором прорезаны под наклоном небольшие пазы. В пазы свободно вставлены пластинки (лопатки), которые могут свободно выходить из пазов под действием центробежной силы.
Когда ротор вращается, пластинки вылетают из него и плотно прижимаются к стенкам рабочей камеры. А так как ротор установлен не по центру камеры, то объем воздуха, «зажатый» между лопатками в разных частях рабочей камеры оказывается разным.
Хотя пластинчато-роторные насосы для жидкости существуют, они не получили широкого распространения. А вот для перекачки воздуха такие насосы подходят очень хорошо. Они обеспечивают большой перепад давления, высокую скорость перекачивания и довольно низкий уровень пульсации. Из минусов конструкции можно выделить только высокий нагрев от трения и уязвимость к пыли.
Но можно ли сделать объемный насос, который бы совсем не боялся пыли?
Как устроен водокольцевой насос
Пожалуй, самым странным представителем объемных насосов является водокольцевой насос. Он чем-то похож на пластинчато-роторный. Только наоборот: если в пластинчато-роторном насосе лопатки свободно скользят в пазах массивного ротора, то у водокольцевого насоса лопасти рабочего колеса свободно погружаются в «стенку рабочей камеры».
Точнее, они погружаются в кольцо из воды, которое формируется вдоль стенок рабочей камеры при работе насоса. Так как водяное кольцо нельзя безвозвратно повредить, то водокольцевой насос не боится ни пыли, ни грязи, ни абразива. Используется он для перекачивания максимально загрязненного воздуха.
Главным же недостатком водокольцевого насоса является то, что к нему нужно постоянно подводить и отводить воду. Давай посмотрим на попытку иначе решить проблему твердых включений.
Как устроен насос с гибким импеллером
Вслед за выдвигающимися лопатками и погруженными в водяное кольцо лопастями инженеры дошли до создания насоса с гибким рабочим колесом. Лопатки такого насоса делают из силикона или резины, благодаря чему они могут гнуться и всегда плотно прижимаются к стенкам рабочей камеры.
Такими насосами нельзя долго качать воздух, так как резина очень быстро нагревается от постоянного трения. Зато эти насосы могут перекачивать жидкость с твердыми и волокнистыми включениями. Гибкая лопасть рабочего колеса никогда не застрянет на твердой частице, а значит насос не заклинит и не сгорит. Поэтому импеллерные насосы используют для перекачки жидкостей с твердыми (но не острыми) включениями, с высокой вязкостью и там, где нужен хороший самовсос.
Главный же недостаток таких насосов в том, что импеллер изнашивается при работе и его приходится постоянно менять. А что, если сделать гибкими не рабочие колеса, а стенки рабочих камер?
Как устроен винтовой насос для жидкостей
Помещаем металлический «винт» внутрь резиновой камеры особой формы, и получается агрегат, способный перекачивать жидкости с очень высокой вязкостью. Конечно, гибкая рабочая камера тоже изнашивается при работе. Но делает она это не так быстро. А благодаря отсутствию гибких лопастей можно значительно увеличить вязкость перекачиваемой жидкости и создаваемое давление.
А можно ли вообще избавится от импеллера?
Как устроен перистальтический насос
Перистальтический насос — это гибкий упругий шланг, по которому снаружи прокатывается толкающий валик.
Валик продавливает содержимое шланга вперед. Это самый дорогой тип насоса в пересчете на кубометр жидкости. Тут и КПД низкий, и дорогой шланг нужно постоянно менять по мере износа, и скорость перекачивания довольно мала. Но этот насос не имеет утечек, обладает высокой устойчивостью к агрессивной химии и ему совсем не страшны волокна в жидкости.
Небольшой итог по объемным насосам
Конструктивно, объемные насосы могут довольно сильно отличаться друг от друга. Но у них есть одно общее свойство: перекачиваемая среда не может не выйти из насоса при его работе, как бы сильно мы не пытались перекрыть выход: насос или остановится, или сломается или продавит преграду.
А вот у динамических насосов все иначе.
Принцип работы динамического насоса
Если объемный насос похож на курьера, который обязательно доносит заказ до двери, не смотря ни на какие препятствия, то динамический насос похож на теннисиста, который бьет по мячу один раз и надеется, что мяч сам долетит в нужном направлении.
Вернемся к нашему вентилятору. В нем лопасти налетают под углом на молекулы воздуха и отбрасывают их примерно в направлении выхода. Однако, если в какой-то момент на выходе сформируется слишком большое давление, воздух перестанет течь туда, а просто будет вращаться вместе с лопастями по кругу.
Давай посмотрим на примеры динамических насосов, чтобы лучше понять их принцип работы
Пропеллер и аксиальные машины
Самый простой тип динамического насоса — пропеллерный или аксиальный. Вспомни пропеллер Карлсона (который живет на крыше), гребной винт лодочного мотора или винты вертолета. Во всех этих случаях вода или воздух направляются лопастями пропеллера вдоль оси вращения.
Пропеллерные насосы для воздуха мы называем аксиальными вентиляторами — и это большинство бытовых устройств. Они создают очень большой расход воздуха, тратя на это минимум энергии. Но почти не способны создать перепад давления.
В небольших аквариумных насосах или декоративных фонтанах иногда можно встретить аксиальные насосы для воды. Но их неспособность создать большое давление и тот факт, что двигатель находится прямо на пути перекачиваемой среды, существенно ограничивают их применение в промышленности. У нас в каталоге таких насосов нет.
Импеллер и центробежные машины
Центробежными могут быть и вентиляторы для воздуха и насосы для воды. В обоих случаях перекачиваемая среда раскручивается лопастями импеллера и под действием центробежной силы упирается в стенки рабочей камеры.
Чаще всего рабочую камеру делают в форме раковины улитки, чтобы давление перекачиваемой среды концентрировалось в выходном патрубке.
Центробежные машины создают заметно больший перепад давления по сравнению с аксиальными. Да, скорость их перекачивания чуть меньше, чем у аксиальных машин. Но, благодаря простоте конструкции и довольно высокому КПД центробежные насосы и центробежные вентиляторы являются самыми популярными конструкциями как в промышленности, так и в быту.
Вихревые машины
Если требуется еще больший перепад давления, то в рабочей камере центробежного насоса можно сделать специальный боковой канал, в котором перекачиваемая среда будет закручиваться не только вокруг центральной оси рабочей камеры, но еще и вокруг проекции оси лопатки, формируя множество вихрей. За счет этих вихрей перепад давления становится еще выше, но снижается производительность насоса и возрастают потери на нагрев перекачиваемой среды.
В нашем каталоге представлены только вихревые насосы для воздуха — воздуходувки. Хотя вихревые насосы для воды в природе тоже существуют.
Что будет, если закрыть кран
С динамическим насосом ничего не случится, даже если ты полностью закроешь кран на выходе. Лопасти по прежнему будут ускорять и раскручивать перекачиваемую среду. Вода или воздух будут давить на стенки рабочей камеры, но разрушить прочные стенки они не смогут. А значит секущая порция жидкости или воздуха так и будет бесконечно раскручиваться лопастями насоса по кругу.
В какой-то момент насос достигнет равновесия: вся вода внутри будет вращаться со скоростью вращения рабочего колеса. И насос просто перестанет тратить энергию на ее дальнейший разгон.
Конечно, со временем, бесконечное перемешивание воды может ее согреть и из воды может выделиться газ (как из теплой газировки). Но это займет очень много времени. Поэтому любые динамические насосы могут очень долго работать «на закрытый кран» без каких либо повреждений.
Единственное исключение — вихревые воздуходувки. Хотя они и динамические, но в них воздух очень сильно нагревается внутри «вихрей». И температура может довольно быстро превысить ту, на которую рассчитан подшипник в рабочей камере. Но даже для них речь идет о десятках минут или нескольких часах.
А вот у объемного насоса дела будут обстоять совсем по другому. Если в насос не встроен специальный байпасный клапан, то у жидкости или воздуха не будет возможности бесконечно циркулировать по кругу. На каждом цикле насос будет доставлять на выход новую порцию перекачиваемой среды. На выходе будет быстро расти давление и в какой-то момент сдастся или двигатель, или корпус или подшипники.
Если двигатель окажется слабее, то он остановится и сгорит. Если не выдержат подшипники, роторы разойдутся в стороны и начнут пропускать жидкость внутри себя.
В любом случае, уже в течение первых секунд работы на закрытый кран в насосе может накопиться достаточно повреждений для полноценного капитального ремонта.
Исключением из этого правила являются импеллерные и водокольцевые насосы.
Гибкий импеллер может выдержать несколько минут работы на закрытый кран, прежде, чем его резиновые лопатки начнут отрываться. А в водокольцевом насосе самым слабым звеном окажется вода: насос выдавит всю воду из рабочей камеры и потеряет способность откачивать воздух на какое-то время. Но из строя он не выйдет: достаточно вернуть воду в рабочую камеру насоса, и он снова сможет работать.
Кроме того, пневматические мембранные насосы при закрытии крана на входе просто остановятся и будут ждать, пока давление на выходе упадет достаточно, чтобы продолжить работу.
Давай посмотрим на кривые производительности разных насосов.
Кривая Q-H или загадки напорно-расходной характеристики
Давай будем закрывать кран медленно. Как будет меняться расход жидкости по мере роста давления на выходе?
У идеального объемного насоса расход вообще не должен меняться. Его напорно-расходная характеристика будет выглядеть идеально прямой линией. Ведь он будет проталкивать одинаковый объем жидкости в минуту не смотря ни на что.
Обрати внимание, что пока мы рисуем график немного не так, как у нас на сайте: расход жидкости у нас отложен по оси Y, а давление по оси Х. Таким образом открытый кран у нас находится в левой части графика, а закрытый — в правой. Пока нам так будет удобнее.
Реальные объемные насосы немного отходят от идеала. В первую очередь двигатель под нагрузкой немного замедляется. Рабочие элементы немного деформируются.
Давай посмотрим, насколько разные объемные насосы соответствуют идеалу.
Хорошие шестеренные насосы, типа KCB, очень близки к идеалу. Их кривая производительности почти параллельна оси Х во всем рабочем диапазоне.
Шестеренный насос на этом графике сохраняет почти постоянный расход вплоть до давления в 15. Потом его двигатель не выдерживает нагрузки и расход почти сразу падает до нуля. Скорее всего, в инструкции к насосу будет указано максимальное давление в 14.
Поршневые и мембранные насосы показывают результат чуть хуже из-за того, что клапана при высоком давлении на выходе начинают открываться позже, что оказывает влияние на производительность.
Максимальное давление этого насоса будет указано, как 15. Но расход начинает снижаться заранее.
Кулачковые и когтевые насосы не имеют клапанов, но в них есть небольшой зазор между роторами и через этот разор может просачиваться рабочая среда. Их график напоминает график поршневых насосов.
Менее всего на идеальный насос похожи импеллерные машины. Высокое давление отгибает эластичные лопасти и жидкость просачивается назад.
На этом графике видно, как расход начинает падать по мере роста давления, и при давлении около 11 лопатки окончательно прогибаются. Для этого насоса максимальное давление будет 10. Использовать его при большем давлении нельзя.
Для всех объемных насосов в той или иной мере характерен момент резкого падения производительности, когда насос перестает справляться с нагрузкой. И производитель всегда запрещает использовать насос вблизи этой точки. На шильдике пишется максимальное давление, которое всегда будет меньше этой «точки перелома графика».
Кривая у динамических насосов выглядит совсем иначе. По мере того, как мы прикрываем кран, расход будет падать очень даже заметно с самого начала. При чем, это справедливо и для реальных и для идеальных насосов.
Но разница не только в том, как быстро падает расход. Разница еще и в границе рабочих условий. Если у объемного насоса рабочая зона начиналась с максимального расхода и никогда не доходила до нуля, то у динамических насосов кривая почти всегда к этому нулю стремится.
На практике это означает, что объемный насос выйдет из строя еще до того, как мы полностью закроем кран (снизим расход до нуля). А вот динамический продолжит нормально работать даже после полного закрытия крана. И не просто продолжит, а еще и будет потреблять меньше энергии! Давай разберемся, почему так.
Реальные графики
Выше мы смотрели на зависимость расхода от давления (давление у нас было по оси Х, а расход по оси Y). В реальности, чаще графики рисуют наоборот: расход по оси Х, а давление по оси Y. Давай посмотрим на такие графики и попробуем разобраться и в них.
На первый взгляд этот график мало похож на идеальные графики насосов (еще бы. он же реальный!), но давай посмотрим, как тут меняются расход и давление.
Расход тут изменяется от 3,3 до 3,6 кубометров в час — то есть меньше, чем на 10 процентов. При этом давление меняется от 10 до 33 метров водяного столба — больше, чем в три раза. Перед нами классический объемный насос. Как бы сильно мы не меняли давление, расход меняется очень мало.
Давай взглянем на еще один:
Давление на этом графике меняется в схожем диапазоне: от 15 до 35 метров водяного столба. Но посмотри на расход: график начинается от нуля и заканчивается в районе 26 кубометров в час. Такая большая разница в расходе — верный признак динамического насоса.
Странное потребление энергии
Начнем с логичного: чем сильнее растет давление на выходе объемного насоса, тем сложнее ему прокачивать жидкость, тем выше будет потребление его тока. Тут никаких сюрпризов: насосу нужно протолкнуть определенный объем жидкости за один оборот. Чем выше давление на выходе, тем сложнее двигателю протолкнуть эту жидкость, и тем выше будет потребление тока.
А вот у динамического насоса все не так: динамический насос тратит усилия, когда его лопасти натыкаются на относительно неподвижные молекулы жидкости. Насос отбрасывает эти молекулы и тратит на это энергию. Получившие такой «пинок» молекулы воды покидают рабочую камеру, и на их место приходят новые, еще не «ускоренные».
Теперь начнем прикрывать выход. Молекулам воды становится сложнее покинуть рабочую камеру. А значит они продолжают летать по кругу, не пуская новые порции воды в насос. На «ускорение» старых молекул насосу уже не надо тратить энергию. И поэтому двигатель потребляет меньше тока.
Как только мы приоткроем кран, давление на выходе упадет, и уже раскрученная жидкость начнет активно покидать насос. В рабочей камере окажется больше «не раскрученной» воды, на раскрутку которой насос будет вынужден тратить больше энергии.
Двигатель обычного центробежного насоса рассчитан на работу как с закрытым, так и с полностью открытым краном. Но бывают исключения: если насос предназначен для работы с большим давлением на выходе, производитель может сэкономить и поставить менее мощный двигатель. В таком случае кривая производительности насоса будет начинаться не с нулевого давления, а с некоторого уровня. Такие насосы нельзя включать без сопротивления на выходе (на открытый кран).
Но не только потребление энергии определяет выбор насоса. Давай поговорим о возможностях насоса поднять жидкость с глубины.
Самовсос
У динамического насоса с самовсосом все просто: он может поднять жидкость с глубины только в том случае, если ты в него предварительно эту жидкость зальешь.
У некоторых центробежников есть специальный бак для воды — такие центробежники называют самовсасывающими. Их достаточно залить водой один раз, и в дальнейшем они смогут поднимать воду с глубины самостоятельно. У всех же остальных насосов такого бака нет. И нужно принимать дополнительные меры, чтобы вода попала в рабочую камеру насоса перед началом работы.
А вот у объемных насосов может быть по разному.
У насосов с плотным прилеганием рабочих колес или хорошими клапанами есть такой параметр, как самовсос посуху. Это значит, что они могут самостоятельно откачать воздух из трубы и таким образом засосать жидкость.
В нашем каталоге это шестеренные насосы KCB, все импеллерные и некоторые мембранные насосы.
У объемных насосов с менее герметичными зазорами важен самовсос с мокрыми клапанами. В этом случае не требуется заполнять жидкостью всю всасывающую линию. Достаточно смочить клапана, чтобы насос смог откачать из входного патрубка воздух.
К ним относится большинство мембранных насосов.
Но есть и насосы, у которых рабочие элементы обработаны недостаточно точно, чтобы поднять воду с глубины без предварительного залива. Это некоторые кулачковые насосы и часть шестеренных.
Кавитация
Если нам приходится поднимать жидкость со слишком большой глубины, или доставать ее из избыточно длинных труб, то в нашем насосе может развиться кавитация. И чем теплее наша жидкость, тем вероятность кавитации выше.
Кавитация возникает из-за того, что давление в отдельных точках рабочей камеры приближается к точке кипения жидкости. В этот момент в жидкости начинают появляться микропузырьки газа. Это может быть как водяной пар, так и просто растворенные в воде газы.
Когда к такому пузырьку приближается зона повышенного давления, например, сформированная перед лопаткой, пузырек схлопывается внутрь себя, выделяя значительное количество энергии. А так как вся эта энергия сосредоточена в одной точке (бывшем центре пузырька), то ее хватает, чтобы вырвать кусочек металла из оказавшейся поблизости лопатки.
Полагаю, уже по слову «лопатка» можно догадаться, что чаще всего кавитация развивается в динамических насосах. Потому что рабочее колесо там движется с большой скоростью и разница давлений за лопаткой и перед ней может быть значительной.
В объемных насосах кавитация встречается значительно реже и развивается намного позже, потому что там рабочие элементы имеют гораздо меньшую окружную скорость.
Подробнее о кавитации мы можешь узнать из другой нашей статьи.
Какой насос выбрать
Обычно, мы начинаем выбор с динамического насоса. Это универсальная «рабочая лошадка» промышленности. Среди них можно найти агрегаты для воздуха и воды, однородной химии и пищевых продуктов, для топлива и горячих масел.
Если же нам не хватает давления или самовсоса, нужно работать с вязкой или неоднородной жидкостью, или требуется обеспечить стабильную подачу, которая не зависит от давления на выходе — в этом случае стоит присмотреться к объемным насосам.
Если ваша задача — перекачать определённый объём против меняющегося давления (дозатор, вязкая жидкость, масло) — берите объёмный.
Если надо просто переместить среду с минимумом потерь и без риска сжечь мотор (вода, вентиляция, слабоагрессивные жидкости) — динамический.
Вот некоторые статьи, которые могут тебе пригодиться:
Очередной насос и очередной кран на выходе. С чувством принятия неизбежного я перекрываю поток воды. Но на этот раз все иначе: шум кавитации уменьшается и насос начинает работать ровно и тихо. Температура двигателя спадает и датчик вибрации успокаивается. На этот раз это был динамический насос.