Раздаточный материал_9. Насосы и компрессоры доцент Руфанова им
 Скачать 1.11 Mb.
|
|
Объемные гидромашины 1 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Гидромашины могут быть двух типов гидродинамические и объемные. В гидродинамических приводах и нагнетательных машинах используется в основном кинетическая энергия потока жидкости. В объемных – потенциальная энергия давления рабочей жидкости. 2 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ В объемных гидравлических машинах силовое воздействие на жидкость происходит в рабочей камере, периодически изменяющей свой объем и попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса. 3 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Динамические Объемные Основной рабочий орган – лопаточный аппарат Наличие рабочих камер (полостей, периодически сообщающихся со всасывающими нагнетательным патрубками Нагнетательный патрубок соединен со всасывающим рабочей полостью насоса. Нагнетательный патрубок герметически изолирован от всасывающего Подача перекачиваемой жидкости равномерная Подача перекачиваемой жидкости неравномерная Количество жидкости, подаваемой насосом, зависит от развиваемого напора. Количество жидкости, подаваемой насосом, не зависит от развиваемого давления Максимально развиваемый напор ограничен Максимальный развиваемый напор теоретически неограничен и определяется мощностью двигателя и прочностью деталей насоса и нагнетательного трубопровода 4 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Динамические гидромашины характеризуются высокими скоростями движения их рабочих органов. В объемных гидромашинах большие скорости рабочих органов необязательны, так как главную роль в их рабочем процессе играет давление жидкой среды. 5 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Объемные насосы и гидромоторы Шестеренные Пластинчатые Поршневые Рядные С наклонным диском С внешним зацеплением С внутренним зацеплением Простого действия Двойного действия Аксиальные Радиальные С наклонной осью С внешним управлением С внутренним управлением Диафрагменные 6 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Поршневые насосы К поршневым насосам относят возвратно-поступательные насосы, у которых рабочие органы выполнены в виде поршней. Распространенной разновидностью поршневых насосов являются насосы плунжерного типа, применяемые в двигателях внутреннего сгорания. Поршневые насосы классифицируют- по числу поршней 1-, 2-, хи много поршневые- по организации процессов всасывания и нагнетания одно- или двухстороннего действия- по кинематике приводного механизма приводные насосы с кривошипно-шатунным механизмом, прямодействующие, с ручным приводом- по типу вытеснителей плунжерные, поршневые и диафрагменные. 7 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ ПОРШНЕВЫЕ насосы простого действия При движении поршня жидкость вытесняется в напорный трубопровод за один ход поршня. 8 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Поршневой насос с дифференциальным поршнем В дифференциальном насосе поршень 4 перемещается в гладко обработанном цилиндре 5. Уплотнением поршня служит сальник 3 вариант I ) или малый зазор (вариант II) со стенкой цилиндра. Насос имеет два клапана всасывающий 7 и нагнетательный 6, а также вспомогательную камеру 1. Всасывание происходит за один ход поршня, а нагнетание за оба хода. 10 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ 𝑥 = ℓ 𝐴𝑂 − ℓ 𝐴 / 𝑂 𝑥 = ℓ + 𝑟 − ℓ ⋅ cos 𝛼 + 𝑟 ⋅ cos 𝜑 ℓ⟩⟩𝑟 𝛼 ≈ 0 𝑥 = 𝑟 1 − cos 𝜑 - закон движения поршня Скорость движения поршня Ускорение поршня Мгновенная подача насоса = 𝑑𝑥 𝑑𝑡 = 𝑟 ⋅ sin 𝜑 ⋅ 𝑑𝜑 𝑑𝑡 = 𝜔 ⋅ 𝑟 ⋅ sin 𝜑 𝑤 = 𝑑𝑢 𝑑𝑡 = 𝜔 2 ⋅ 𝑟 ⋅ cos 𝜑 𝑞 = 𝑢 ⋅ 𝐹 = 𝐹 ⋅ 𝜔 ⋅ 𝑟 ⋅ sin Кинематические зависимости движения поршня и закон изменения подачи Теоретическая подача насоса n S F Q т = 11 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Зависимость параметров поршневого насоса от угла поворота кривошипа 12 𝑢 = 𝑑𝑥 𝑑𝑡 = 𝑟 ⋅ sin 𝜙 ⋅ 𝑑𝜙 𝑑𝑡 = 𝜔 ⋅ 𝑟 ⋅ sin 𝜙 𝑤 = 𝑑𝑢 𝑑𝑡 = 𝜔 2 ⋅ 𝑟 ⋅ cos 𝜙 𝑞 = 𝑢 ⋅ 𝐹 = 𝐹 ⋅ 𝜔 ⋅ 𝑟 ⋅ sin Одноцилиндровый насос простого действия Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Степень неравномерности подачи одноцилиндрового насоса простого действия • Теоретическая подача насоса • Мгновенная подача насоса • Степень неравномерности подачи 13 n S F Q т = F sin r q = 14 3 2 2 1 90 , r F F r n S F F sin r Q q т max = = = = = Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Степень неравномерности подачи одноцилиндрового насоса двойного действия 14 𝑄 т = 𝐹 ⋅ 𝑆 ⋅ 𝑛 + 𝐹 − шт 𝑆 ⋅ 𝑛=(2F- шт) ⋅ 𝑆 ⋅ 𝑛 ( ) 14 , 3 2 90 sin max − = = n S f F F r Q q шт т Теоретическая подача насоса Степень неравномерности подачи Без учета площади штока, или для двухцилиндрового насоса простого действия график будет 𝛿 т ⋅ 𝑟 ⋅ sin 9 0 ⋅ 𝐹 2𝐹 ⋅ 𝑆 ⋅ 𝑛 = 𝜋 2 = Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Степень неравномерности подачи двухцилиндрового насоса простого действия Теоретическая подача насоса 15 Степень неравномерности подачи = 𝜔 ⋅ 𝑟 ⋅ sin 9 0 ⋅ 𝐹 2 ⋅ 𝐹 ⋅ 𝑆 ⋅ 𝑛 = 𝜋 2 = т 2 ⋅ 𝐹 ⋅ 𝑆 ⋅ Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Степень неравномерности подачи трехцилиндрового насоса простого действия 16 Теоретическая подача насоса 𝑄 т = 3𝐹 ⋅ 𝑆 ⋅ Степень неравномерности подачи = 𝜔 ⋅ 𝑟 ⋅ sin 9 0 ⋅ 𝐹 3 ⋅ 𝐹 ⋅ 𝑆 ⋅ 𝑛 = 𝜋 3 = Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Степень неравномерности подачи четырехцилиндрового насоса простого действия 17 Теоретическая подача насоса n S F Q т = Степень неравномерности подачи 2 4 2 2 2 2 4 45 sin 2 max = = = = n r F r n F n S F r F Q q т Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Индикаторное давление Индикаторное давление поршневого насоса p индикаторное давление (внутри цилиндра) 18 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Индикаторная диаграмма поршневого насоса Индикаторная диаграмма: 1. средство установления состояния и технической диагностики действующего насоса, средство определения индикаторной мощности и индикаторного кпд. с целью нахождения баланса мощности. 19 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Баланс мощности поршневого насоса Полезная мощность 20 p Q H Q g N П = = Мощность, передаваемая поршнем T i i Q p N = Индикаторный или внутренний КПД насоса i П i N N = Объемный КПД насоса Гидравлический КПД насоса i Г p p = Мощность навалу насоса мех i N N N + = Полный КПД насоса 𝜂 = 𝑁 П 𝑁 = 𝑁 П 𝑁 𝑖 ⋅ 𝑁 𝑖 𝑁 = 𝜂 0 ⋅ Г 𝜂 мех всас наг Р P P − = Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Работа поршневого насоса с пневмокомпенсаторами Пневмокомпенсаторы служат для создания равномерного течения жидкости в трубах, благодаря чему снижаются пульсация давления и вибрация трубопроводов. С установкой пневмокомпенсатора на нагнетательной стороне выравнивается нагрузка на насос и двигатель. Пневмокомпенсатор на входе в насос улучшает процесс всасывания. 21 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Схемы пневмокомпенсаторов По способу разделения жидкости и газа: диафрагменные а, б, в) и поршневые (д. По направлению потока жидкости тупиковый (а, б, г, д — с одним патрубком, проточный (в — стремя патрубками – корпус 2 – диафрагма 3 – перфорированная труба 4 манометр 5 - клапан 6 – пружина 7 – решетка 8 трубка гидрозатвора; 9 – масло 10 - поршень 11 - втулка 22 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Совмещенная характеристика поршневого насоса и трубопровода 23 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Регулирование подач в поршневых насосах 1. Дросселирование задвижкой на нагнетании запрещается. 2. Изменение числа оборотов Изменение хода поршня (Отключением числа работающих камер (отжатием всасывающего клапана). 24 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ Регулирование подач в поршневых насосах. Подключением газового мешка 25 Насосы и компрессоры доцент Руфанова ИМ |