Введение

Тип насоса, состоящий из винта в трубе. Аксиальный насос, или AFP, – распространенный тип насоса, который по сути состоит из винта (аксиального рабочего колеса) в трубе. Винт может приводиться в движение непосредственно герметичным двигателем, расположенным внутри трубы, или электродвигателем, либо бензиновым/дизельным двигателем, установленным на трубе снаружи, или угловым приводным валом, проходящим сквозь трубу. В процессе прохождения жидкости через насос частицы не меняют своего радиального положения, поскольку изменение радиуса на входе (называемом "всасыванием") и выходе (называемом "нагнетанием") насоса незначительно. Отсюда и название "аксиальный" насос.

Операция

Насос осевого потока имеет пропеллер, работающий в корпусе. Давление в насосе осевого потока создается за счет течения жидкости по лопастям рабочего колеса. Жидкость перемещается в направлении, параллельном оси вращения рабочего колеса, то есть частицы жидкости, в процессе прохождения через насос, не меняют своего радиального положения. Это позволяет жидкости поступать в рабочее колесо осевым образом и выходить из него почти осевым образом. Пропеллер насоса осевого потока приводится в движение двигателем.

Характеристики

На рисунке показаны характеристики насоса осевого потока. Как видно из рисунка, напор при нулевом расходе может достигать трехкратного значения напора в точке максимального КПД насоса. Также, потребляемая мощность возрастает при уменьшении расхода, достигая максимального значения при нулевом расходе. Эта особенность противоположна характеристике центробежного насоса, у которого потребляемая мощность увеличивается с ростом расхода. Кроме того, потребляемая мощность и напор насоса увеличиваются с увеличением угла установки лопаток, что позволяет насосу адаптироваться к условиям системы для обеспечения наиболее эффективной работы.

Преимущества

Основное преимущество насоса с осевым потоком заключается в том, что он обеспечивает относительно высокий расход (производительность) при относительно низком напоре (высоте подъема). Например, он может перекачивать до 3 раз больше воды и других жидкостей при подъеме менее 4 метров по сравнению с более распространенными радиальными или центробежными насосами. Также его можно легко настроить для работы с максимальной эффективностью при низком расходе/высоком давлении и высоком расходе/низком давлении, изменяя угол установки лопастей (только в некоторых моделях). В осевом насосе эффект вращения жидкости не столь выражен, а длина лопастей рабочего колеса относительно невелика. Это приводит к снижению гидродинамических потерь и повышению ступени эффективности. Эти насосы имеют наименьшие габариты среди многих традиционных насосов и лучше подходят для низкого напора и высокого расхода.

Приложения

Одним из наиболее распространенных применений АФП является перекачка сточных вод из коммерческих, муниципальных и промышленных источников. На парусных лодках АФП также используются в перекачивающих насосах для балластного водорода. На электростанциях они применяются для подачи воды из водохранилища, реки, озера или моря для охлаждения основного конденсатора. В химической промышленности они используются для циркуляции больших объемов жидкости, например, в испарителях и кристаллизаторах. В очистке сточных вод АФП часто используется для внутренней рециркуляции активного ила (то есть для переноса нитрифицированного активного ила из зоны аэрации в зону денитрификации). В сельском хозяйстве и рыболовстве используются АФП большой мощности для подъема воды для орошения и дренажа. В Восточной Азии миллионы небольших мобильных установок мощностью от 6 до 20 л.с. приводятся в действие в основном одноцилиндровыми дизельными и бензиновыми двигателями. Мелкие фермеры используют их для орошения сельскохозяйственных культур, дренажа и в рыбоводстве. Конструкция рабочих колес также была улучшена, что повысило эффективность и снизило энергозатраты в сельском хозяйстве. Ранние модели имели длину менее двух метров, но современные могут достигать 6 метров и более, чтобы более безопасно "дотягиваться" до источника воды, позволяя источнику питания (часто используются двухколесные тракторы) оставаться в более безопасном и устойчивом положении, как показано на соседнем рисунке.