Черкасский - Насосы, вентиляторы, компрессоры (1984)

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебник предназначен для изучения дисциплин  «Насосы, вентиляторы, компрессоры», «Гидромеханика и  гидромашины», «Гидравлика и насосы» студентами  эксплуатационных энергетических специальностей высших учебных заведений и может быть использован как вводный и общий курс студентами гидромашиностроительных и  технологических специальностей различных профилей.

В книге кратко излагаются основы теории, вопросы  эксплуатации и рассматриваются конструкции машин,  применяемых для подачи жидкостей и газов в тепловых и  технологических системах электростанций и промышленных предприятий.

В книге использован материал предшествующих  изданий (в 1977 г. на русском и в 1980 г. на английском  языках), исправленный и дополненный в соответствии с  рецензиями, отзывами и замечаниями, полученными автором.

В Связи с развитием энергетики в направлениях,  указанных решениями XXV и XXVI съездов КПСС, книга  дополнена разделами «Насосное оборудование атомных  электрических станций», «Насосное оборудование тепловых электрических станций» и др.; ряд разделов книги  переработан полностью или частично. В некоторых разделах  книги обновлен иллюстративный материал по конструкциям машин и их деталям.

Одним из специальных разделов книги является § 3.19 «Неустойчивость работы. Помпаж», написанный по  просьбе автора доктором техн. наук проф. В. В. Казакевичем, разработавшим основы теории помпажа.

Методика изложения определяется многолетним опытом преподавания автором дисциплин гидромеханического и гидромашинного направлений в Ивановском  энергетическом институте им. В. И. Ленина. При работе над текстом рукописи автор руководствовался твердым убеждением что в основе формирования инженерных знаний должно находиться отчетливое представление о физических и механических явлениях, происходящих в изучаемой системе и что физическая сущность этих явлений не должна заслоняться не в меру развитыми математическими комбинациями. Поэтому автор полагал допустимым использование в тексте лишь самого необходимого математического аппарата, способствующего пониманию физической сущности рабочего процесса гидромашины.

Вследствие незначительного повышения давления вентиляторами они не изменяют термодинамического состояния перемещаемой среды. Это дает основание для рассмотрения теории насосов и вентиляторов слитно, в общем разделе, как теории машин для подачи несжимаемой среды (гл. 3 и 6).

Специфика рабочего процесса компрессоров, обусловленная термодинамическими факторами, приводит к целесообразности изложения вопросов теории и практики этих машин в едином общем разделе «Компрессорные машины»

Автор особо признателен доктору техн. наук проф Д. Я. Алексапольскому (кафедра гидравлических машин ХПИ им. В. И. Ленина), выполнившему рецензирование рукописи, канд. техн. наук доц. А. К. Михайлову за труд по научному редактированию книги и канд. техн. Наук В. В. Малюшенко, сделавшему подробный анализ предшествующего издания.

Автор приносит искреннюю благодарность всем организациям и специалистам за рецензии, отзывы и критически замечания, учтенные при подготовке переиздания.

ВВЕДЕНИЕ

В современной технике машины для подачи жидкое называют насосами.

Машины для подачи газов принято подразделять в зависимости от развиваемого ими давления на компрессор нагнетатели и вентиляторы.

Насосы примитивных конструкций применялись еще во времена Аристотеля (IV в. до н. э.). Водоподъемные машины, приводимые в действие силой людей и животных, и пользовались в Египте за несколько тысячелетий до н. э.

Из сочинений итальянского зодчего Витрувия следует, что поршневые насосы применялись в Римской империи еще в царствование цезаря Августа (I в. до н. э.). Насосы с бесконечной цепью действовали в Каире для подъема воды глубины 91,5 м в- V—VI вв. до н. э. В Александрии V—VI вв. до н. э. был построен поршневой пожарный насос, отлитый из бронзы.

Примерно в 1805 г. Ньюкомен (Англия) создал поршневой насос для подъема воды в руднике, применив для привода его паровой цилиндр с конденсацией пара, использующий для создания необходимой силы на штоке атмосферное давление.

В 1840—1850 гг. американец Вортингтон предложи конструкцию парового насоса, в котором поршни насоса парового двигателя располагались на общем штоке; движением поршней управляла специальная перераспределительная система.

Широкое использование насосов в России началось в горнорудной промышленности. В XVIII в. горный мастер К. Д. Фролов построил на Змеиногорском руднике Алтая несколько установок с поршневыми насосами для водоотлива из шахт и промывания россыпей. Привод насоса осуществлялся от водяных колес мельничного типа

К Д Фролов был выдающимся изобретателем. Он дал оригинальные образцы конструкций насосов и гидродвигателей широко применявшихся им и его учениками в  горной промышленности Алтая и Урала.

Со второй половины XIX в. началось развитие  центробежных насосов. Установить достоверно изобретателя центробежного насоса невозможно,. Известны рисунки  Леонардо да Винчи, относящиеся к XV в., в которых великий ученый разъяснял возможность использования  центробежной силы воды, вращающейся в криволинейном канале, для подачи ее на некоторую высоту. Возможно, что  центробежный насос был изобретен итальянцем Жорданом, выполнившим в конце XVII в. рисунок такого насоса. В  начале XVIII в. французский физик Папен изготовил  центробежный насос примитивной конструкции.

Первой примененной в практике машиной для подачи жидкости действием центробежной силы был насос Ледемура (Франция, 1732 г.). В этой конструкции вода,  находящаяся в наклонной трубе, вращающейся вокруг  вертикальной оси, перемещалась с нижнего уровня на верхний действием центробежной силы самой воды. Таким образом достигалась подача воды на некоторую высоту.

Классическая схема и конструкция одноколесного центробежного насоса, применяющегося в различных  модификациях и поныне, была осуществлена Андревсом (США) в 1818 г. и существенно улучшена им в 1846 г. 

Исследования Андревса привели к созданию многоступенчатого центробежного насоса, однако весьма несовершенной  конструкции, запатентованной в 1851 г.

Знаменитый ученый Рейнольде (Англия), исследуя конструкцию многоступенчатого насоса, ввел в нее прямой и обратный направляющие лопаточные аппараты и в 1875 г. запатентовал насос, в общих чертах аналогичный современным многоступенчатым насосам.