Согласование режимов работы центробежного насоса с двигателем пожарного автомобиля
 Скачать 476.64 Kb.
|
СОДЕРЖАНИЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ……………………………………………………….. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………….. Выбор варианта задания……………………………………………………... Выполнение расчетно-графической работы…………………….…… УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ Обозначения, используемые в методике, представлены в табл. 1. Таблица 1 Условные обозначения
ВВЕДЕНИЕ Расчетно-графическая работа по дисциплине «Пожарная аварийно-спасательная техника и связь» имеет целью: углубить знания по согласованию режимов эксплуатации пожарного насоса (ПН) и двигателя внутреннего сгорания пожарного автомобиля (ПА); приобрести опыт по анализу использования технических возможностей двигателя ПА; Получить навыки выполнения графических работ и оформления чертежей. Получить навыки самостоятельного анализа профессионально значимой информации и подготовки обоснованных рекомендаций по проектированию и эксплуатации ПАСТ. Выбор варианта задания Таблица 1 Варианты заданий (выбрать по последней цифре номера зачетной книжки)
Таблица 2 Значения констант
Таблица 3 Коэффициенты для построения мощностной характеристики
Автомобиль с карбюраторным двигателем мощностью  , кВт. при 4000 об/мин.Рассчитать характеристику H = f(Q) для частоты вращения вала насоса nн1, nн2, nн3 изменяя Q. Определить для частот вращения вала насоса nн1, nн2, и nн3мощность, потребляемую пожарным насосом. Построить внешнюю скоростную характеристику двигателя N = f(n) и определить границы рационального использования N и п . Совместить поля мощностей, потребляемых пожарным насосом и развиваемых двигателем. 2 Выполнение расчетно-графической работы Построение характеристики H = f(Q) Для расчетовH = f(Q) при пн2 и пн3 (см. табл.2) воспользуемся теорией подобия  ;  (2) ;  (3)Таблица 4
В первой четверти координат Н, м и Q, л/с необходимо представить зависимости Н = f(Q) при различных постоянных значениях частоты вращения вала насоса nн1, nн2, и nн3. Для этого по формуле (1) определяем H = f(Q)  , м , (1)где А, В и С - коэффициенты указанные в табл.3. для всех пожарных насосов при nн1. Выполняем графическое представление полученных результатов, обозначив граничные точки а, b, c и d, показом на рис.1. Во второй четверти координат представим зависимость мощности, потребляемой пожарным насосом N = f(Q), при заданных значениях частот вращения вала насоса пн1, пн2 и пн3 . Для частоты вращения пн1 ее вычисляем по формуле N = A + BQ - CQ2, кВт , (4) где А, В и С - коэффициенты, указанные для всех ПН в табл.3. Мощность, отдаваемая двигателем должна определяться с учетом ее потери в трансмиссии  , (5)где  - коэффициент полезного действия трансмиссии (см. табл.2).По вычисленным значениям мощности N при пн1 следует построить зависимость  .Для построения зависимостей N = f(Q) для частот вращения вала насоса пн2 и пн3 следует воспользоваться теорией подобия:  ;  (6)В пояснительной записке представляем расчеты N = f(Q) только для частоты вращения вала насоса пн1. Результаты для других частот пн2 и пн3 записать в виде таблицы, как было указано для H = f(Q). На представленных кривых NHi = f(Q) определяем точки a, b, c и d' и соединить их с точками a, b, c и d функции H = f(Q). Для построения графика необходимо задаться диапазоном рабочих скоростей вращения коленчатого вала двигателя, например, для карбюраторного двигателя от  до  с определенным шагом и по формуле 1 произвести расчет. Коэффициенты  выбираются из таблицы 5.Максимальную скорость  вращения коленчатого вала реального карбюраторного двигателя принимаем по следующей зависимости: . (42)Шаг между расчетными скоростями вращения  находим по формуле: , (44)где  количество расчетных точек. Количество расчетных точек для обеспечения плавности графика рекомендуется выбирать не менее 15…20.Расчетные скорости вращения коленчатого вала реального двигателя находим по формуле:  , (45)где  - номер расчетной точки реального двигателя, который изменяется от 1 до .Обозначим коэффициенты уравнения реального двигателя как  (см. табл. 5).Тогда расчетная мощность реального двигателя может быть рассчитана по формуле:  .В третьей четверти с координатами мощности двигателя N, кВт и частотой вращения его коленчатого вала п, об/мин следует, прежде всего, построить внешнюю скоростную характеристику двигателя внутреннего сгорания N = f(.п), устанавливаемого на пожарных автоцистернах. Для ее построения заданы координаты точек в приводимой ниже табл.5. Автомобиль с карбюраторным двигателем мощностью , кВт. при 4000 об/мин.Таблица 5
Согласование режимов работы пожарного насоса (ПН) и двигателя внутреннего сгорания (ДВС) осуществляется по двум параметрам: мощности, потребляемой насосом  и развиваемой двигателем  , а также частотой вращения вала насоса  и коленчатого вала двигателя  . При этом установлены ограничения по мощности, потребляемой насосом Nh < 0,75 Nmax и частотой вращения его вала пн1 < 0,75 птах двигателя внутреннего сгорания.Первое ограничение должно гарантировать некоторый запас мощности N, во избежание перегрева ДВС, эксплуатируемого в стационарном (не транспортном!) режиме работы двигателя пожарного автомобиля (ПА). Второе ограничение исключает работу ДВС в области, близкой к максимальным значениям п, во избежание большой интенсивности изнашивания его деталей. На основании изложенного, в третьей четверти координат, построим внешнюю характеристику ДВС  (кривая 1), на оси абсцисс провести вертикальную линию на расстоянии от начала координат, равном 0,75 птах. На этой же линии необходимо отметить точку К, соответствующую 0,7Nmax . Запас мощности «К-е» должен составлять 10... 15%.Установив допустимое предельное значение частоты вращения вала двигателя, определяют максимальное значение передаточного числа  (7)где пmax - максимальная частота вращения коленчатого вала ДВС, об/мин (табл.5); пн1 - частота вращения вала пожарного насоса, об/мин (табл.2). Частота вращения коленчатого вала двигателя  (где j= 1,2,3), соответствующая частотам вращения вала пожарного насоса nHi (пн2 и пн3) определяется , (8)где u - передаточное отношение; пн1 - частоты вращения вала пожарного насоса, об/мин при пн2 и пн3 (см.табл.2). По найденным значениям п. проводят вертикальные линии п, п2 и п3 (см. рис.1). Они и характеризуют скоростные режимы двигателя, соответствующие частотам вращения вала насоса пн. Проведя горизонтальные линии от точек с' и d' до пересечения с линией, проведенной через п3 , будет определен отрезок с" и d", характеризующий мощность, потребляемую ПН. Аналогично определяют точки а"и b", а также две промежуточные точки, соответствующие пн2.  В результате изложенных процедур будет установлена область а", b", с", d", характеризующая поле мощности, потребляемой ПН. На основании сопоставления полей мощности, развиваемой двигателем и потребляемой насосом необходим запас мощности двигателя, обеспечивающий его эксплуатацию на всех возможных режимах работы ПН. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10