Вихревой насос: назначение, принцип действия, типы, сравнение характеристик с центробежным

Центробежные виды насосов

Представляют собой любой насос, который создает поток или повышает давление жидкости, за счет чего производится ее перекачка из одного пункта к другому. Центробежный насос считается одним из наиболее популярных видов, и используется в 95% бытовых и промышленных решений.

К плюсам такого насоса относят невысокую стоимость обслуживания, простоту эксплуатации, универсальность. Принцип перекачки жидкости центробежным насосом можно объяснить следующей схемой:

внутри корпуса насоса находится рабочее колесо, представляющее собой ряд изогнутых лопастей;

лопасти вращаются при погружении в воду, которая вместе с ними вращает жидкость, обеспечивая достаточную силу;
он создает центробежную силу к частицам воды и вытесняет жидкость из источника.

Центробежные водяные насосы имеют разные рабочие колеса в зависимости от сферы их применения. Выделяют три основных типа:

закрытый – закрывает лопатки с обоих концов кожухом и является наиболее эффективным;
полуоткрытый;
открытый.

Полуоткрытые и открытые центробежные насосы применяются для вязких жидкостей и с примесями. Рабочее колесо центробежного насоса всегда должно быть погружено в воду. Главной причиной низкой эффективности в таких насосах будет попадание воздуха в двигатель. Из-за попадания воздуха насос будет работать медленнее, перекачивать водяные насосы воздухом становится труднее, чем жидкостью. Насос перестанет вытеснять воду под давлением. Для устранения этой проблемы нужно будет удалить воздух из системы.

Конструкция центробежного насоса включает три важных элемента: электродвигателя, насоса для физического перекачивания воды, механизма для включения и выключения насоса. При выборе центробежного насоса обязательно определяют его необходимую мощность. Она должна быть достаточной для выполнения конкретной задачи. Поскольку жидкость считается достаточно тяжелым материалом, для ее перекачки, например, на высоту, потребуется большая мощность.

Если технические характеристики центробежного насоса не будут соответствовать поставленной задаче, крыльчатка будет вращаться, разбрызгивая жидкость, но практически не перемещая. Также между вращающимся диском и корпусом останется небольшой зазор, который будет служить утечке жидкости. Из-за этого существенно снижается эффективность работы насоса. Для выполнения более сложных задач по транспортировке жидкостей могут понадобиться поршневые или диафрагменные насосы.

Центробежные насосы создают поток, используя одно из трех действий: радиальный, смешанный поток и осевой. Насосы с радиальным потоком представляют собой центробежные насосы, в которых давление создается полностью за счет центробежной силы. В насосах со смешанным потоком давление создается частично за счет центробежной силы и частично за счет подъема лопастей рабочего колеса. Модели с осевым потоком создают давление за счет выталкивания или подъема лопастей рабочего колеса.

Использование поверхностных агрегатов, их виды

Это оборудование широко применяется для водоснабжения частных домов и небольших коммерческих объектов как самостоятельно, так и для поддержания давления в комплексе с другими видами аппаратов.

Самостоятельно поверхностное оборудование способна перекачивать жидкости из колодцев, скважин малой глубины и водоёмов на высоту, не превышающую восьми метров. При этом их монтаж производится без погружения аппарата в жидкость.

Поверхностным насосам свойственно несколько положительных особенностей:

небольшие размеры;
малый вес;
лёгкость монтажа и демонтажа.

Прежде, чем применять такой агрегат, в него заливается жидкость, которую собираются перекачивать. Кроме того, наполнен должен быть и шланг, идущий от ёмкости к насосу.

Основными разновидностями в этой классификации являются центробежные и вихревые.

Центробежные

Что касается центробежных агрегатов, то основная задача, которую они решают, заключается в откачке воды, чистой, либо содержащей небольшую массовую долю примесей, из ёмкостей или водоёмов, имеющих глубину не более девяти метров.

Одним из самых значимых отличий данного оборудования является возможность их эксплуатации при наличии в системе пробок и пузырьков из атмосферного воздуха, благодаря чему центробежные насосы для воды часто используют для обслуживания индивидуальных систем водоснабжения. Но, по причине наличия нескольких ступеней такие агрегаты обходятся дороже вихревых.

Корпуса могут изготавливаться из различных материалов:

Пластика. Агрегат очень лёгкий, не поддаётся коррозии и стоит дешевле других. Однако для него имеются более строгие ограничения по температуре, при которой возможна эксплуатация (+ 50 °С), перекачивать с его помощью можно только воду, да и от повреждений в результате механических воздействий защита у них хуже.
Нержавеющей стали. Агрегат с таким корпусом очень надёжен и имеет широкий спектр использования.
Чугуна. Такие аппараты создают меньше шума и надёжны.

Возможно, вас заинтересует статья о консольных центробежных аппаратах.

Подробная классификация центробежных насосов описывается в этой статье.

Главные отличия таких агрегатов — это больший уровень напора и объём подачи жидкости при той же мощности.

Следовательно, они имеют меньший размер, экономят электрическую энергию, а также их можно использовать в условиях ограниченного пространства. Кроме того они могут перекачивать смесь жидкости с газом.

Однако есть у них и отрицательные стороны:

Они отличаются высокой чувствительностью к твёрдым частицам, небольшое количество которых может привести к быстрому износу рабочего колеса.
Низкий уровень КПД, в пределах 45 %. По этой причине вихревые агрегаты большой мощности не изготавливаются. Максимальная мощность таких агрегатов достигает 25 кВт, при напоре в 240 метров.

Возможно, вас также заинтересует статья о центробежных самовсасывающих насосах.

О порядке действий при монтаже, обвязке и испытаниях центробежного оборудования читайте эту статью.

Насос вихревой и центробежный разница

На рынке насосного оборудования спросом пользуются различные модификации. Рассмотрим, чем отличается вихревой насос от центробежного и какой лучше выбрать для частного или дачного дома.

Вихревой насос Источник vseinstrumenti.ru

Вихревой насос устройство и принцип действия

Чтобы выявить отличия вихревого насоса от центробежного, нужно разобраться в конструктивных особенностях и принципе действия каждого варианта. Так, устройство водяного насоса первого типа позволяет не только перекачивать жидкости, но транспортировать газообразные вещества. По аналогии с центробежными моделями здесь главным рабочим элементом также является колесо с лопастями. Последние сведены к оси и расходятся радиально либо под наклоном. Но они не напаяны или самостоятельные, а вырезаны в стальном диске (сделаны ямки, которые формируют лопатки).

Устройство насоса вихревого типа отличается также корпусом под диск. Он выполнен в форме цилиндра, а не «улитки». А между стенками и лопастями соблюдается минимальное расстояние. Оба патрубка расположены в верхней части. То есть камера с колесом автоматически становится заполненной при запуске оборудования.

Вихревой насос принцип работы

Принцип работы вихревого водяного насоса заключается во всасывании жидкости и её закручивании.

Принцип действия вихревого насоса Источник tor001.com

Таким образом становится возможным ощутимое увеличение скорости потока при малом объёме воды. Центробежные модели создать такое давление не могут с аналогичной порцией жидкой среды.

Между выходным патрубком и входным отверстием в камере имеется соединительный (отливной) канал. В нем встроена разделительная перегородка на расстоянии от колеса около 0,2 мм. Такое решение позволяет создать центробежную силу посредством лопастей и движущейся жидкости. Этот эффект и обеспечивает усиленное давление потока на выходе из прибора.

Вихревой или центробежный насос какой лучше

Принцип действия вихревого и центробежного насосов имеет схожие черты за счёт главного рабочего элемента — колеса с лопастями, сведёнными к оси вала. Основное отличие заключается в эффективности работы оборудования: разница почти семикратная в пользу первого при идентичной мощности и разных размерах колёсных элементов. Также выделяются плюсы в автоматическом заполнении камеры водой при запуске за счёт верхнего расположения входного патрубка. На фоне ограничения в 10 метров у аналогов, вихревой насос справляется с работой при погружении до 20 м.

Различия между устройствами Источник aquasystems.com.ua

Но имеется важный недостаток — КПД устройства не превышает 45 %, что экономически не выгодно для владельцев крупных объектов. Ещё один минус — работа осуществляется только с чистой водой.

В пользу центробежного насоса можно отметить высокий КПД при сравнительно малом давлении водного потока жидкости (зато постоянного). Его можно использовать для перекачки и транспортировки питьевой или загрязнённой воды. Владельцы частных домов к основным минусам относят невозможность работы без воды в камере с колесом (насос выходит из строя) и низкий напор.

Центробежная составляющая

Центробежное колесо состоит из двух дисков со вставленными между ними лопастями, развернутыми в противоположную от направления движения сторону. После наполнения через всасывающий патрубок полости первой ступени насоса колесо начинает вращаться. При этом возникает центробежная сила, отбрасывающая жидкость от центра рабочей камеры к ее стенкам.

Внутри агрегата создается определенное давление, вытесняющее воду через специальные каналы в сторону второй ступени насоса. В этот момент происходит разряжение давления в центральной части колеса, за счет чего поступает новая партия жидкости из всасывающего трубопровода. Таким образом вода непрерывно попадает в центробежную ступень рассматриваемого насоса и удаляется из камеры.

Чем отличается центробежный насос от вихревого (с фото)

Также состоит из корпуса, колеса и вала. Для того чтобы колесо могло вращаться, устанавливается специальная шпонка. Особый интерес представляет само колесо, состоящее из двух дисков и закреплённых между ними лопаток. В качестве движущей силы чаще всего выступает дизельный двигатель. В передней части корпуса имеется отверстие, через которое вода и поступает в насос. Для того чтобы вся эта система заработала, необходимо запустить двигатель. Сразу после этого начнёт вращение вал с закреплённым на нём колесом. Лопатки, двигаясь сами, заставляют двигаться и содержащуюся в камере жидкость. Под воздействием всё той же центробежной силы транспортируемое вещество вытесняется от центра к периферии, а затем по магистрали отводится дальше по системе труб.

Центробежный насос

Насосы этого типа могут иметь несколько ступеней, тогда их относят к классу многоступенчатых. Одна ступень считается базовой, классической. Но иногда возникают ситуации, когда в системе необходимо создать большой напор жидкости. Тогда одного рабочего колеса становится недостаточно. На один общий вал устанавливают несколько рабочих колёс. Каждое такое колесо имеет свою рабочую камеру. Весь смысл в работе такой объединённой системы заключается в следующем: жидкость переходит из одной камеры в другую, пока не достигает выходной трубы. Напор воды или любой другой жидкости будет суммироваться, то есть состоять из напоров каждой камеры.

Схема центробежного насоса

Насосы, относящиеся к данной группе, могут иметь разное направление оси вращения. Чаще всего встречаются конструкции с горизонтальным расположением вала. Эти агрегаты легко обслуживать, благодаря удобному расположению деталей.

Если расположить вал вертикально, удаётся значительно сэкономить место занимаемое устройством. В этом случае, двигатель размещают сверху. Такая схема расположения очень неудобна. Для того чтобы провести ремонт насоса приходится снимать двигатель. На это идут для экономии места. Например, в узких скважинах. При необходимости систему труб объединяют с насосом с возможностью погружения.

По способу установки насосные системы разделяют на:

Поверхностные — самые дешёвые и легкодоступные в плане ремонта. Но для их нормального функционирования приходится соблюдать определённые правила. Между уровнем расположения насоса и уровнем источника должна быть разница в восемь метров. Такие условия невозможно соблюсти при работе с глубокими колодцами или скважинами.
Полупогруженные — имеют вертикально расположенный вал. Корпус в этом случае погружают в жидкость, правда, лишь наполовину.
Погруженные — полностью опускаются в жидкую среду. Для обеспечения нормальной работы и обслуживания, подвешиваются на тросе или цепи. Такие насосы устанавливают в том случае, если такая система единственная возможность откачать жидкость. Из-за повышенных требований — одни из самых дорогих.

В отличие от вихревых насосов, производительность центробежных полностью зависит от величины напора. На использование вихревых насосов также есть ограничения. Они могут работать, если при напоре до 55 вод. ст. Увеличить напор станет возможным, если увеличить диаметр колеса.Так же придётся увеличивать размер корпуса, что совсем нерентабельно. Вихревые насосы имеют небольшой кпд, что является существенным недостатком и знрчительно сужает сферу применения этих агрегатов.Насосы построенные по принципу вихревых имеют одно уязвимое место. Они при попадании твёрдых частиц вместе с водой, быстро выходят из строя.

Поделитесь ссылкой и ваши друзья придут к вам за советом! Спасибо ツ

Чем отличается вихревой насос от центробежного

Главным элементом является вращающееся колесо с лопатками. Они установлены таким образом, чтобы вода перемещалась по раскручивающейся спирали. Жидкость отбрасывается в периферийную зону рабочей камеры, а в образовавшейся полости образуется зона разрежения. Отрицательное давление создает всасывающую силу, которая затягивает воду, продавливая ее по трубопроводу к потребителю.

Плюсы вихревого насоса:

Стоит недорого, если сравнивать с другими типами.
Малое количество механических элементов.
Простота ремонта и обслуживания.

Центробежный насос работает за счет вращения одного или нескольких колец с лопастями, которые захватывают воду, и раскручивая выталкивает ее в трубопровод. Есть модификации глубинного и поверхностного типа.

К достоинствам центробежных насосов относится:

Высокая производительность.
Бесшумность, слабая вибрация.
Пригодны для любых типов скважин.

Разница в конструкции и принципе действия формирует иной перечень недостатков. Твердые частицы повреждают колесо выводят насос из строя. Цена такого оборудования выше, чем у описанного выше аналога.

Практика и реальность

Единственная задача насоса состоит в том, чтобы качать что-то куда-то. В области их массового применения речь чаще всего идет о воде для целей водоснабжения в населенном пункте, доме, на даче, в саду или огороде.

Рынок винтовых и центробежных насосов для воды и сопутствующего оборудования представлен огромным ассортиментом изделий, которые способны удовлетворить самый сложный план подачи воды из колодца, скважины, водоема или чистейшего родника в дом или огород для питьевых целей или для полива.

Существует множество компаний, которые предлагают свои услуги. Интернет «затоплен» сайтами и видеороликами о том, как и что делать. На простые вопросы, чью продукцию предпочесть, например, Wilo или “Ручеек”, и какой насос лучше: центробежный или винтовой, есть масса ответов, которые противоречат друг другу.

Все это приводит к многообразию ситуаций в реальной практике:

у одних все работает;
у других насос сгорел при первом касании с водной гладью;
у третьих после банкета на утро болела не только голова, но и пропала вода;
у четвертых специалисты сделали скважину, а про паспорт на нее забыли;
у остальных – масса других ситуаций.

Сочетая возможности «насосного» рынка и его специалистов с реальной практикой, можно уверенно сказать: “Для надежного водоснабжения насос (центробежный или винтовой) – не главное”. Для него важны:

параметры источника;
параметры потребителя.

Если объективно и точно оценить возможности скважины, если правильно рассчитать реальные потребности дома, то у последнего в водопроводной сети всегда будет вода, а у скважины – долгая жизнь.

Особенности монтажа и запуск

Монтирование насосного устройства и запуск в эксплуатирование являются важнейшими моментами, как и выбор модели. Любая незначительная оплошность при запуске может спровоцировать поломку. Если есть сомнения в своих навыках, при выборе и запуске требуемого спецоборудования для снабжения водой правильно обратиться к профессионалам.

Вне зависимости от приобретенной модели нужно:

Провести тестирование агрегата на всех режимах после установки.
Выполнить все замеры производительности и прочих технических характеристик.
Сверить данные замеров на соответствие паспортным данным.

Стоимость насоса зависит от технических характеристик. Лучше всего подобрать винтовой погружной насос из нержавейки и с запасом по мощности.