Лабораторная работа 1 по дисциплине Насосы и компрессоры. Лабораторная работа 2 Гордеев Д. Ю.. Лабораторная работа 2 по дисциплине Насосы и компрессоры Студент группы бгрзс1811 Д. Ю. Гордеев Преподаватель И. Г. Арсланов
 Скачать 310.77 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Филиал в г. Октябрьском Кафедра «Разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений» ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 по дисциплине: «Насосы и компрессоры» Студент группы БГРзс-18-11 Д. Ю. Гордеев Преподаватель И. Г. Арсланов Октябрьский 2022 ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИЙ ОБЪЕМНЫХ НАСОСОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ МАРОК Цель работы: 1. Изучить конструкции объемных насосов, уяснить назначение их основных узлов и деталей, провести монтаж и демонтаж насосов. 2. Ознакомиться со структурой маркировки насосов. 3. Составить эскизы составных элементов насосов, необходимые для определения марок насосов. 4. Определить марки насосов. Содержание работы: 1. В чем заключается принцип работы гидромашин объемного действия? Под общим названием объемные гидромашины объединяют объемные насосы и гидродвигатели. Объемные насосы служат для подачи жидкости под давлением, а гидродвигатели - для преобразования потенциальной энергии давления жидкости в механический исполнительный орган. В современных гидроприводах применяют настолько высокое давление, что по сравнению с ними скоростной и геометрический напоры пренебрежимо малы. Поэтому расчет преимущественно ведется в давлениях, а не в напорах. Отличительной особенностью объемных гидромашин является возвратно-поступательное или вращательное движение вытеснителя, выполненного в виде скользящего или вращающегося поршня. В объемной гидромашине под воздействием поршня происходит изменение потенциальной энергии давления при практически неизменных величинах кинетической энергии и потенциальной энергии положения.  1 - Поршень; 2 - Корпус - цилиндр; 3 - Выпускной клапан; 4 - Впускной клапан; 5 - Резервуар - питатель; 6 - Предохранительный клапан. При движении поршня вправо давление в рабочей полости уменьшается. Выпускной клапан 3 закрывается, а впускной клапан 4 открывается и жидкость под действием атмосферного давления устремляется в рабочую полость насоса. При движении поршня налево, впускной клапан закрывается, а выпускной, наоборот, открывается и жидкость из рабочей зоны вытесняется в поглотительный трубопровод. Благодаря таким циклическим движениям поршня осуществляется подача жидкости в трубопровод. 2. Расскажите принцип работы шестеренного насоса. Забор жидкости происходит за счет выхода из зацепления шестерен в камере всасывания (1). Расходящиеся зубья расширяют объём камеры всасывания (1), в результате чего в камере образуется вакуум, который стремительно заполняется жидкостью через всасывающий канал. В следствии разности давлений в линии забора и подающей камеры (1). Шестерни переносят рабочую жидкость в пространстве промеж зубьев, из камеры (1) в (2); При вхождении зубьев шестеренного насоса в зацепление, происходит уменьшение объема камеры. В результате этого происходит выдавливание жидкости из камеры нагнетания.  3. Как определить производительность поршневого насоса? Теоретическая производительность насоса простого действия: Qт = FхLхn м3/сек, где F – площадь сечения поршня, м2, L – длина хода поршня, м, n – число оборотов, мин-1. В насосе двойного действия за два хода поршня или один оборот кривошипа происходит два раза всасывание и два раза нагнетание. При ходе поршня вправо с левой стороны засасывается объем жидкости, равный FL, а с правой - нагнетается объем (F-f) L, где f- площадь поперечного сечения штока. При ходе поршня влево с левой стороны выталкивается в нагнетательный трубопровод объем FL, а с правой - засасывается из всасывающей линии (F-f) L м3 жидкости. Следовательно, за n оборотов кривошипа или двойных ходов поршня, теоретическая производительность насоса двойного действия составит: Qт = FхLхn + (F–f) хLхn = Ln (2хF –f), м3/сек Т.к. f < Действительная производительность поршневого насоса меньше теоретической на величину потерь в результате утечки жидкости через неплотности в сальниках, клапанах и местах стыковки трубопроводов, а также вследствие выделения из жидкости при давлении ниже атмосферного растворенного в ней воздуха. При неправильной конструкции насоса это может привести к образованию в цилиндре воздушных "мешков", уменьшающих подачу жидкости насосом. Все эти потери учитываются коэффициентом подачи, или объемным к. п. д. %. Действительная производительность насоса: Q = Qт ηv, где  - коэффициент подачи или объёмный к.п.д., учитывающий утечки жидкости через неплотности в сальниках, клапанах, местах стыковки трубопроводов, образование в цилиндре воздушных «мешков». = 0,97 – 0,99 для насосов большой производительности, = 0,9 – 0,95 для насосов средней производительности (Q = 20 -300 м3/ч),4. Почему в конструкции многоцилиндровых поршневых насосов предпочитают использовать нечетное число цилиндров? Для насосов, имеющих нечётное количество поршней, снижения неравномерности подачи не наблюдается. 5. Чем плунжерный насос отличается от поршневого? Плунжер имеет цилиндрическую форму, позволяющую максимально точно и с высокой чистотой обработать его поверхность, что нельзя сказать о внутренней поверхности цилиндров, обработка которой технически и технологически затруднена. Это позволяет максимально точно подогнать плунжер к геометрии поверхности рабочего цилиндра, что положительно сказывается на показателях выходного давления. В отличие от поршня с короткой длиной рабочей поверхности выталкивателя, цилиндр плунжера имеет удлиненную форму, что позволяет разместить по его ходу большое количество уплотнителей и соответственно получить на выходе более высокое давление. Уплотнители в плунжерных видах находятся на внутренней стороне рабочего цилиндра, которую технологически сложно обработать с высокой чистотой и точностью, плунжер, соприкасающийся с уплотнителями, наоборот имеет очень высокий класс обработки — этот фактор также позволяет получить в плунжерных насосах очень высокое давление. В отличие от поршневых видов, рабочая поверхность которых при соприкосновении с жидкостью при высоких давлениях деформируется, в плунжерных насосах жесткий и прочный рабочий цилиндр не меняет своей формы при высоких давлениях, что делает их незаменимыми при необходимости точной дозировки жидкостей. 6. В чем состоит особенность поршневых насосов с кривошипно-кулисным приводом? В кривошипно-кулисном приводе при равномерном вращении кривошипа поршень совершает возвратно-поступательное движение с разной средней скоростью в прямом (сжатие и нагнетание) и обратном (всасывание) направлении.  Рисунок 6.1- Схема поршневого насоса с кривошипно-кулисным приводом: 1 – цилиндр; 2 – поршень; 3 – шатун; 4 – кулиса; 5 – ползун, установленный на кривошипе; 6 – маховик; 7 – приводной вал; 8 – неподвижная опора. 7. Объясните работу аксиально-поршневых насосов.  Рисунок 7.1-Работа насоса Гидравлический аксиально поршневой насос можно разбить на следующие составные части: Вал за счет поворота которого происходит цикл выполнения работы агрегата; Диск, с закрепленными поршнями, диск еще называю наклонным; Поршни располагаются в цилиндрическом блоке, при выдвижении всасывается жидкость, при в движении, нагнетается; Часть насоса распределяющая, всасывающую часть от нагнетающей называется распределитель; В цилиндрическом блоке находятся поршни он крутится вместе с основным валом; При эксплуатации, от внешнего привода создается вращение вала, в совокупности с валом создается и вращение блока цилиндров. Поршни производят вращательные и возвратно-поступательные аксиальные движения. В момент выдвижения поршни находятся в всасывающей части распределительного блока, происходит забор жидкости в цилиндр. В момент в движения поршень находится на нагнетающей части того же распределительного устройства. За одно вращение вала, каждый поршень совершает полный цикл забора и выталкивания жидкости. Связь сектора, отвечающего за всасывание с сектором нагнетания, происходит в распределяющем устройстве. Функционирование происходит следующим образом, цилиндрический блок сильно прижимается к распределяющему устройству. Между секторами распределительного устройства находятся уплотняющие перемычки. Дабы устранить возможность гидроудара уплотняющие перемычки имеют дроссельные канавки, равномерно стабилизирующие давление в камере. Расположение цилиндров аксиально относительно оси ротора. 8. В чем состоит преимущество аксиально-поршневых машин? Компактны, имеют небольшой вес, при этом обладают большой мощностью; Небольшой момент инерции, в виду компактных размеров; Возможность управлять скорость вращения; Выдерживают высокое давление 35 – 40 мега паскалей, работают с высокой частотой вращения, есть возможность менять рабочий объем; Скорость вращения от 500 до 4000 оборотов в минуту; 9. От чего зависят силы инерции в поршневых машинах? Силы инерции масс, движущихся возвратно-поступательно (поршневая группа и верхняя головка шатуна); 2) силы инерции вращающихся масс (коленчатый вал и нижняя головка шатуна); 3) силы инерции масс, совершающих сложное плоскопараллельное движение (стержень шатуна). Для определения величины этих сил необходимо предварительно найти соответствующие массы. Зависит от массы и от размеров поршня 10. Как регулируется подача в аксиально-поршневых машинах? Рабочий объем насосов данного типа можно регулировать, изменяя угол наклона шайбы. Управление может быть механическим или гидравлическим. 12. Объясните принцип работы роторно-поршневой машины. На рис. 12.1 приведена схема радиально-поршневой гидромашины. Ротор 1 расположен эксцентрично относительно статора 2. В роторе просверлены радиальные цилиндрические отверстия (цилиндры). Поршни 3 при вращении ротора совершают в цилиндрах возвратно-поступательное движение, скользя своими сферическими головками по внутренней поверхности статора. Донышки цилиндров имеют сквозные радиальные отверстия, которые попеременно сообщаются то с верхним, то с нижними сегментными вырезами в распределительной цапфе 4. Сегментные вырезы цапфы разделены перегородкой и образуют две камеры. При вращении ротора по часовой стрелке верхний вырез образует всасывающую камеру, а нижний – нагнетательную. Поршни, которые в данный момент соединены с верхней камерой, двигаясь по направлению от оси вращения, создают в цилиндрах разрежение, что приводит к всасыванию жидкости. Вращаясь вместе с блоком, эти цилиндры проходят уплотнительную перегородку и соединяются с нижней полостью. В этой области поршни, двигаясь по направлению к оси вращения, вытесняют жидкость в нижний сегментный вырез цапфы, т. е. в камеру нагнетания, находящуюся под высоким давлением.  Рисунок 12.1- Схема радиально-поршневой гидромашины Таким образом, при непрерывном вращении ротора происходит подача жидкости из камеры всасывания в камеру нагнетания. При подаче жидкости под давлением в верхний вырез цапфы ротор начинает вращаться, а жидкость через нижний вырез отводится в сливную магистраль, т. е. радиально- поршневая машина работает в этом режиме как гидродвигатель. Из схемы радиально-поршневых машин видно, что подача зависит от величины эксцентриситета е. В регулируемых насосах эксцентриситет можно изменять смещением статора в направляющих корпуса. При значении эксцентриситета, равном нулю, поршни перестают двигаться в цилиндрах, и подача насоса становится также равной нулю. При дальнейшем смещении статора эксцентриситет становится отрицательным. Насос снова перекачивает жидкость, но направление подачи меняется на противоположное. 13. В чем состоит принцип работы роторно-пластинчатых насосов? Эти машины, получившие название лопастных, являются наиболее простыми из существующих типов и обладают при прочих равных условиях большим объемом рабочих камер. Наиболее простым насосом пластинчатого типа является насос с двумя пластинами 3 и 5 (рис. 13.1), установленными с возможностью радиального перемещения в общем сквозном пазу ротора 7.  Рисунок 13.1- Схема двухпластинчатого насоса Эти пластины, являющиеся по существу, как бы одной пластиной, образуют с поверхностями ротора 7 и смещенного относительно него с эксцентриситетом е статора 1 с осью О2 две серпообразные камеры (полости): а и b. При повороте ротора 7 относительно оси О1 в направлении, указанном стрелкой, объем камеры, а насоса, соединенной со всасывающей полостью 6, увеличивается, а камеры b, соединенной с нагнетательной полостью 4, уменьшается. В связи с этим происходит всасывание (через полость 6) и нагнетание (через полость 4) жидкости. Поскольку ротор 7 имеет плотный контакт с нижней частью статора 1, одна из пластин (3 или 5) в любом положении ротора 7 отделяет всасывающую полость 6 от нагнетательной 4. Для обеспечения плотного контакта со статором пластины распираются пружиной, прижимающей их к внутренней поверхности статора 7. Подача жидкости каждой пластиной за один оборот определяется площадью, отмеченной точечной штриховкой, и находится из геометрических соотношений. 14. В чем состоит преимущество роторно-пластинчатых насосов многократного действия? Среди положительных моментов стоит отметить следующие: - Легкое обслуживание. - Повышенную надежность. - Реверсивность. - Долговечность. - Практически бесшумную работу - Простой монтаж. - Экономичность. Заключение Выполнив данную работу, я: 1. Изучил конструкции объемных насосов, уяснил назначение их основных узлов и деталей, изучил проведение монтажа и демонтажа насосов. 2. Ознакомился со структурой маркировки насосов. 3. Составил эскизы составных элементов насосов, необходимые для определения марок насосов. 4. Определил марки насосов. |