Как нарисовать насос


1. Водная часть

В предыдущей статье мы узнали, как не зубрить поршневые насосы, но при этом уметь изобразить их с точностью, достаточной для сдачи экзамена любому адекватному преподу — достаточно немного поднапрячься, понять принцип работы, запомнить основные узлы, а все остальное сделает здравый смысл.

К примеру: нет смысла учить, что у поршневого насоса есть корпус, патрубки (всасывающий/нагнетательный) и поршень — это логично и само будет нарисовано походу изображения. Нет смысла учить и сколько у насоса гаек, а также из какой марки стали это все выполнено — справочники никто не отменял. А вот знать, что у поршневого насоса есть (минимум) два клапана, причем один закрыт, когда открыт другой — это будет полезно.

Центробежные насосы хоть и устроены сложней, но если разобраться, то и они легко рисуются и запоминаются. Давайте разбираться!


2. Центробежная сила

Название «центробежный насос» вполне удачно отражает принцип его работы. Начнем знакомство с ним с самого... детства. Помните, как вы раскрывали зонтик, клали в центр игрушку, а потом раскручивали его? Игрушка сдвигалась все ближе к краю, а потом и вовсе вылетала. Уже тогда вам взрослые объясняли, что это связано некой «центробежной силой».

Хорошо, теперь подключаем воображение. Нальем в зонтик воды и начнем раскручивать. Со временем произойдет следующее: от места крепления ручки зонта вода отступит и скопится по краям. Раскрутим сильнее — и вот уже вода будет разбрызгиваться по сторонам, не в силах справиться с центробежной силой.

Усложним эксперимент. Возьмем чайник и будем доливать воду в центр. Вся эта вода будет так же перемещаться к краям, а от краев — на пол. Неважно, сколько выльем воды из чайника — при достаточной скорости вращения зонта, вся она так или иначе окажется за его пределами.

А теперь, внимание, вопрос: когда вода отступает от центра, что там остается вместо нее? Очевидно, что воздух. Теперь как нарисовать насос плотно закроем зонт (жирная линия на рисунке ниже), оставив по краям отверстия. Вода через них будет выходить наружу, а внутри останется... Правильно, вакуум!

Точнее, нет, не совсем правильно. Вакуум образуется только если изначально зонт будет заполнен водой доверху (до «крышки»). Иначе, будет просто разрежение воздуха — давление понизится.

Вы уже поняли? Раз появился вакуум (или понизилось давление), то теперь достаточно внизу зонтика просверлить дырочку и через нее будет активно поступать... что? Да что угодно: воздух, вода, масло — лишь бы не осталось так ненавистного природе вакуума, лишь бы сравнять давления, лишь бы заполнить пустоту!

Таким образом, наш зонт практически превратился в центробежный насос. Но пока он не слишком удобен: представьте, есть зонт, к нему снизу (около оси) приделан шланг, внутрь налита вода, сам же зонт сверху закрыт. Зонт вращается, под действием центробежной силы вода сдвигается к краям зонта, начинает разбрызгиваться через верхние отверстия, у оси образуется вакуум, шланг начинает всасывать... Вот только как-то совсем несподручно опускать такой шланг в емкость — ведь он вращается вместе с зонтом. Но даже не в этом главный недостаток: можно ведь разместить шланг строго по центру и опускать его в откачиваемую жидкость. А чтобы последняя не вернулась обратно при остановке насоса, поставим клапан.

Итак, зонт вращается (положим, мы ручку подсоединили к электромотору), жидкость по шлангу поднимается вверх, но куда ее девать? Вот мы и пришли к самому главному конструктивному недостатку нашего самодельного насоса: сверху уже шланг не приделаешь — он будет крутиться вместе с зонтом и его просто невозможно опустить в емкость.

Основной принцип, думаю, понятен. Берем жидкость → раскручиваем ее → в центре появляется разрежение → возникшую тягу можно использовать для перекачки жидкости. Переварили? Идем дальше!


3. Центробежные вентиляторы

Теперь мы почти готовы нарисовать центробежный насос без его зазубривания. Осталось только разобраться с корпусом и лопастями. Отвлечемся ненадолго от воды и обратимся к воздушным вентиляторам. Посмотрите на вентилятор следующей конструкции:

В корпусе вращается крыльчатка (диск с лопастями), между лопастей что? Правильно, воздух! Который, вращаясь, под действием все той же ц/б силы отходит от центра к краям диска. В центре создается разряжение, в результате круглое отверстие будет всасывать, а прямоугольное — нагнетать.

Инженеру на заметку. Неподвижная часть электродвигателя — «корпус» — правильно называть статор. В свою очередь, вращающаяся часть (крыльчатка) называется ротор.

Что будет, если лопасти совсем убрать? Останется просто вращающийся диск. Воздух так же будет подчиняться центробежной силе, но только у самой поверхности диска. В результате, тяга будет практически нулевая, вентилятор сосать не будет.

На картинке выше лопасти отогнуты противоположно вращению крыльчатки. А если нарисовать наоборот? Тогда лопасти, подобно ковшам, будут загребать воздух, электроэнергии потребуется больше, износ будет выше, но зато можно сделать либо насос меньше, либо снизить скорость вращения (а значит, и шум).


4. Как устроен центробежный насос

Ну вот теперь (наконец-то!) мы можем по-быстрому нарисовать центробежный насос. Рисуем корпус:

Просто рисуем окружность — это будет статор. Приделываем к нему две трубы, корпус готов! Обратите внимание, он получился в виде улитки, спиралеобразным — это особенность большинства центробежных насосов. Что дальше? Должен быть ротор — колесо с лопатками. Называется еще рабочее колесо. Бывает открытого и закрытого типа (посмотрите в любом учебнике, теперь вы сами легко разберетесь что к чему!).

Инженеру на заметку. В отличие от вентиляторов, в центробежных насосах лопатки на рабочем колесе почти всегда загнуты назад, вода — это вам не воздух, лучше не создавать лишнего сопротивления.

Дорисуем вал двигателя и рабочее колесо к нашему насосу. А чтобы жидкость не попадала обратно в емкость, добавим что? Правильно, клапан!

Обратите внимание, рабочее колесо в корпусе расположено с некоторым сдвигом от центра (эксцентрично) — это для того, чтобы бо́льшая часть отбрасываемой от центра воды уходило в направлении нагнетательного патрубка (а не в сторону стенки корпуса).

По закону Бернулли в узкой части будет создаваться разрежение, при этом важно направление движения колеса — оно должно быть в сторону нагнетающего отверстия (что, в общем-то логично).

Осталось добавить пару мелочей. Во-первых, насос должен быть изначально заполнен жидкостью (воздух не сможет дать достаточной тяги). Потому к всасывающему патрубку нужно приделать вентиль. А еще, обратите внимание на предыдущий рисунок — там где вал (голубые стрелки справа), у нас получилось отверстие — жидкость через него легко просочится и зальет наш электродвигатель. Для таких вещей придумали сальник — уплотнитель.

Инженеру на заметку. Современная сальниковая набивка представляет собой, как правило, шнур или кольца из асбеста с графитовой пропиткой. Также используются безасбестовые уплотнительные материалы из фторопласта или на основе графита.

Поздравляю! Теперь вы сможете по памяти нарисовать центробежный насос. Если что непонятно — пишем в комментарии. ЖПНР! =)


© Д. И. Спрозин
2015 год
Источник: http://anabot.ru/paper/30/649


Поделись с друзьями



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Как нарисовать карандашом поэтапно насос Как рисовать ровно в sai

Как нарисовать насос Как нарисовать насос Как нарисовать насос Как нарисовать насос Как нарисовать насос Как нарисовать насос

ШОКИРУЮЩИЕ НОВОСТИ