Воздушные колпаки (котлы)

Воздушные колпаки выравнивают скорости движения жидкости в трубах. Однако вместе с тем они выравнивают давления px в частицах жидкости при всасывании и py - при нагнетании. Характер и причины такого выравнивания давлений, играющего столь большую роль в работе поршневых насосов, следуют из приведенного ниже.

На фиг. 95 представлена схема поршневого насоса простого действия с колпаками на всасывающем и нагнетательном трубопроводах. Колпаки эти находятся в непосредственной близости у камеры всасывания и нагнетания насоса, и их часто называют всасывающими и нагнетательными (воздушными) колпаками.

Сущность действия всасывающего воздушного колпака - герметически закрытого котла, расположенного ниже поршня и сообщающегося трубой с нижним уровнем жидкости, - сводится к тому, что насос засасывает жидкость непосредственно из колпака по очень короткой всасывающей трубе; вследствие вакуума в колпаке жидкость движется к нему, причем движение ее от нижнего уровня близко к установившемуся, ибо колебания уровня жидкости в колпаке незначительны. При наличии всасывающего колпака уровень жидкости как бы приближается к поршню.

Вследствие более равномерного движения жидкости от нижнего уровня в колпак сопротивления во всасывающей трубе уменьшаются. Движение остается неравномерным только на коротком участке трубы. Ускорение должно сообщаться лишь небольшому объему жидкости между воздушным колпаком и всасывающей камерой насоса, поэтому воздушные колпаки необходимо иметь в непосредственной близости у насоса.

Над уровнем жидкости в колпаке находится воздух; давление его меньше атмосферного на величину, зависящую от расположения всасывающего колпака над нижним уровнем жидкости.

На фиг. 96 показана схема установки всасывающего воздушного колпака. Давление воздуха в колпаке:

Здесь

- потери на сопротивления в трубе при скорости в ней v*k;

где Lск — приведенная длина небольшого участка всасывающей трубы между всасывающей камерой насоса и колпаком;

Wк — член, характеризующий потери на этом же участке трубы, и т. д.