При подборе поверхностного насоса для водоснабжения, полива у пользователя возникнет вопрос: “Какой водяной насос выбрать - вихревой или центробежный?”. Конструктивно эти агрегаты очень сходны. Электродвигатель, вал, крыльчатка, корпус. Все при них. Но принцип их работы, в частности, воздействие лопастей крыльчатки на жидкость, принципиально отличаются. Соответственно, каждый имеет присущие именно своему типу особенности. Для принятия быстрого решения какой насос лучше для вас, просмотрите “Спойлер”. Или прочтите всю статью для получения более детальной информации.

СПОЙЛЕР
Если вам нужен высокий расход и КПД, повышенная устойчивость к абразивным включениям и надежность, выбирайте центробежный насос. Если в приоритете невысокая цена, высокий показатель напора, берите вихревой.
При правильном подборе модели (соответствия расходно-напорных характеристик) оба типа типа будут хорошим решением для устройства водоснабжения.

Центробежные насосы

Центробежный насос - это динамический, лопастный насос, в котором жидкая среда перемещается через рабочее колесо от центра к периферии. Перемещение жидкости осуществляется под действием сил инерции.

Конструкция

Корпус центробежного насоса образует рабочую камеру. Спиральный отвод представляет собой расширяющийся патрубок с переменным, относительно оси вращения колеса, диаметром. На корпусе насоса закрепляется входной патрубок и выходной.
Диффузор - это конический расширяющийся патрубок. Вращение центробежному колесу передается валом, установленным в подшипниках.
Рабочее колесо - главный элемент центробежного насоса, оно включает в состав ступицу, ведущий диск, лопатки, обод (или покрывающий диск), обтекатель. В колесах открытого типа обод отсутствует.

конструкция центробежного насоса

Работа

Вращающий момент от двигателя через вал передается на рабочее колесо. Вращающиеся лопатки взаимодействуют с частицами жидкости, передавая им энергию. В результате разогнавшиеся частицы, под действием центробежной силы, перемещаются от центра к периферии колеса, и попадают в спиральный отвод, а затем в диффузор.

Проходное сечение отводов увеличивается по направлению движения жидкости, в результате увеличения проходного сечения скорость потока будет падать, а давление, согласно уравнению Бернулли, расти. В результате оттока жидкости из центральной части насоса давление в этой области начнет падать, под действием атмосферного давления жидкость из источника через всасывающий патрубок, будет поступать в центральную часть насоса, а затем на лопатки рабочего колеса.

Этот принцип работы справедлив для всех центробежных насосов и с открытым рабочим колесом, и с закрытым. Многоступенчатые насосы, также работают по этому принципу, только разогнавшаяся жидкость поступает не в напорный трубопровод, а на вход последующей ступени. На выходе последней ступени жидкость поступает в диффузор.

Подбор

Основной или рабочей характеристикой центробежного насоса называют график зависимости напора от расхода. Характеристика сети отражает величину потерь напора, при различных величинах расхода. Для того, чтобы определить режим работы насоса в сети необходимо, в одной системе координат построить характеристику насоса и характеристику сети. Рабочая точка насоса будет расположена на пересечении линий характеристики насоса и характеристики сети. Определив координаты рабочей точки, можно сделать вывод о том какую подачу будет обеспечивать насос, и какой напор он разовьет, работая в рассматриваемой сети.

график подбора насоса, согласование расходно-напорных характеристик

Вихревые насосы

Вихревые насосы очень часто называют центробежными, но несмотря на некоторое сходство это совершенно разные насосы по принципу действия.

Конструкция

Для того, чтобы понять как работает вихревой насос рассмотрим его конструкцию.

В корпусе выполнены отверстия для подвода и отвода жидкости и концентрический канал, перекрывающийся перемычкой, не допускающей перетекания жидкости из напорной линии во всасывающую. Рабочее колесо с радиальными лопатками закрепляется на валу и устанавливается в корпус с минимальными зазорами. Вал с рабочим колесом приводит во вращение электродвигатель.

Для увеличения подачи лопатки могут располагаться на передней и задней поверхности колеса, соответственно и концентрический канал в этом случае выполняется не только в корпусе но и в задней крышке.

конструкция вихревого насоса

Работа

По способу подвода жидкости различают закрыто- и открыто-вихревые насосы. В закрыто-вихревых жидкость из всасывающего патрубка подводится непосредственно в концентрический канал. В открыто-вихревых насосах в концентрический канал жидкость может попасть только пройдя через лопатки рабочего колеса. Жидкость через всасывающий патрубок подводится к лопаткам расположенным на рабочем колесе. При вращении колеса лопатки воздействуют на частицы жидкости, разгоняя их. Движение частиц можно условно разделить на две составляющие первая это окружная, сонаправленная с направлением вращения колеса, вторая радиальная, направленная от центра к периметру. Жидкость в канале движется гораздо медленнее, при этом она интенсивно смешивается, разогнанные частицы попадают в канал, а жидкость из канала наоборот попадает на лопатки колеса. Перемешивание частиц с одной стороны обеспечивает многократную передачу энергии от лопаток к жидкости, и движение потока в направлении от канала всасывания к каналу нагнетания, с другой - вызывает интенсивное вихреобразование, и как следствие большИе гидравлические потери энергии.

Благодаря многократному воздействию лопаток на жидкость вихревые насосы способны развить высокий напор, но при увеличении подачи потери энергии значительно возрастают. Поэтому для получения большой подачи лучше использовать центробежные насосы, а для получения высокого напора - вихревые.

Вихревые насосы способны развить напор до двухсот пятидесяти метров и подачу порядка десяти литров в секунду. Из-за невысокого КПД максимальная мощность выпускаемых насосов составляет двадцать - двадцать пять килоВатт, дальнейшее увеличение мощности нецелесообразно из-за больших потерь энергии.

Вихревые насосы нельзя использовать для перекачивания жидкостей, содержащих абразивные частицы из-за малых торцевых зазоров. Вихревые насосы подходят для подачи воды в системах водоснабжения, отопления, полива. Большинство вихревых насосов самовсасывающие и способны работать на газожидкостных смесях, поэтому их используют для перекачивания летучих жидкостей например бензина или керосина на заправочных станциях.

Для получения нужных характеристик, например для улучшения кавитационных качеств, перед вихревым может располагаться центробежное рабочее колесо. Такой насос называют центробежно-вихревым.