Классификация насосов
Насос – это гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя или энергию мускулов в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твердыми и коллоидными веществами или сжиженных газов.
По принципу действия и конструкции насосы делятся на объемные и динамические. В объемных насосах жидкость перемещается за счет изменения объема камеры с жидкостью под действием потенциальной энергии. Динамические насосы представляют собой механизмы, в которых жидкость перемещается вместе с камерой под действием кинетической энергии. В свою очередь динамические насосы делятся лопастные и струйные. Также динамические насосы по принципу действия делятся на:
- Центробежные, которые состоят из рабочего колеса, внутри которого находится жидкость. При вращении колеса частицы приобретают кинетическую энергию, начинается действие центробежной силы, под ее действием жидкость переходит в корпус мотора.
- Вихревые. Принцип действиях этих насосов аналогичен действию центробежных, но они имеют меньшие габариты и коэффициент полезного действия.
- Струйные. Действие струйных насосов основано на переходе потенциальной энергии в кинетическую.
По принципу действия и конструкции выделяют следующие виды объемных насосов:
- Роторные, представляющие собой цельный корпус с определенным количеством лопастей, приводящих в движение при помощи ротора.
- Шестеренные, которые состоят из скрепленных между собой шестерен, приходящих в движение под принудительным изменением полости между ними.
- Импеллерные. В таких насосах в корпус заключены лопасти, которые при движении выдавливают жидкость.
- Кулачковые. В корпус таких насосов заключены два ротора, перекачивающие при вращении жидкости разной степени вязкости.
- Перистальтические. В корпус таких насосов включен эластичный рукав, где находится жидкость. При вращении валиков жидкость перемещается по рукаву.
- Винтовые. Винтовые насосы состоят из ротора и статора. При вращении ротора жидкость перемещается по оси насоса.
Водоструйный вакуумный насос
В современных химических лабораториях широко используются вакуумные насосы, среди которых самыми распространенными являются водоструйные.
Водоструйный насос – это вакуумный насос, использующий для создания разряжения струю воды, которая течет сквозь него.
Создаваемой водоструйным насосом разрежение определяется давлением паров воды при данной температуре, при использовании холодной водопроводной воды, оно составляет около 20 миллиметров ртутного столба. Для изготовления водоструйных насосов могут использоваться стекло, тефлон или сталь. В водоструйных насосах вакуум создается согласно закону Бернулли. Закон Бернулли описывает течение жидкости по трубкам с переменным диаметром. В случае стационарного течения жидкости сумма динамического и статического давлений постоянна. Когда трубка сужается, скорость жидкости возрастает, а динамическое давление увеличивается, одновременно с этим статической давление в узкой трубке уменьшается. При переходе из широкой части трубки в узкую степень сжатия жидкости уменьшается, а при переходе из узкой в широкую увеличивается. В соответствии с законом Бернулли, в суженной части давление будет понижено. Форму трубы и скорость потока можно подобрать таким образом, что в суженной части давление будет меньше атмосферного. Если к узкой части присоединить отводную трубку, то наружный воздух будет засасываться с меньшим давлением: попадая в струю, воздух будет уноситься жидкостью. Именно в этом заключается принцип работу водоструйного насоса. Рассмотрим схему водоструйного насоса, которая представлена на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схема водоструйного насоса. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: 1 - кольцевая щель; 2 - отросток.
В данной модели насоса засасывание жидкости осуществляется через кольцевую щель, вблизи которой жидкость движется с большой скоростью. Отросток присоединяется к откачиваемому сосуду. У водоструйных насосов отсутствуют подвижные твердые части, что является одним из их преимуществ. Таким образом главными составляющими водоструйного насоса являются два капилляра, вставленные в друг друга.
