Учебн. пособие по СВМ с тит стр.. Судовые вспомогательные механизмы, системы и устройства
 Скачать 6.42 Mb.
|
|
57 При = 0 и = 180° скорость u = 0, а при = 90° она достигает максимального значения u mах = r· . Таким образом, за каждый оборот кривошипного вала скорость поршня дважды увеличивается от нуля до максимума и столько же раз снижается от максимума до нуля. На практике часто приходится оперировать средней скоростью поршня. Выражение для этой скорости можно получить на основе простых соображений. За один оборот вала насоса поршень проходит путь 2 ·S, м; за nоборотов в минуту – 2 S·n, м/мин. Следовательно, средняя скорость, м/с, · · Так как у насосов с кривошипно-шатунным механизмом скорость поршня непрерывно меняется, то, естественно, подача их является неравномерной. Объем жидкости, подаваемой поршнем в каждый данный момент( подача), равен скорости поршня, умноженной на его площадь: Из этого выражения видно, что, поскольку площадь поршня остается постоянной, подача насоса изменяется по тому же закону, что и скорость поршня, т. е. по синусоиде. Рис. 1.40. Графики подачи поршневых насосов: а) одностороннего действия; б) двустороннего дествия; в) четырехстороннего действия Пользуясь последним уравнением , можно построить графики подачи кривошипных насосов. На рис.1.40а показан такой график аbсдля одноци- линдрового насоса одностороннего действия. При всасывающем ходе поршня поступление жидкости в напорный трубопровод не происходит, и подача насоса в течение этого хода равна нулю. На графике этот процесс изображается отрезком с–f. Наибольшая ордината графика соответствует максимальной подаче насоса, где sin = 1 Если бы подача одноцилиндрового насоса одностороннего действия совершалась равномерно и не за один ход поршня, а за два его хода, то ее можно было бы изобразить прямоугольником adef. Высота прямоуголь- ника соответствует воображаемой средней подаче насоса ср 58 Отношение максимальной подачи к средней называют степенью неравномерности . Для одноцилиндрового насоса одностороннего действия из формул получим: ср ⁄ Из изложенного следует, что у одноцилиндрового насоса односто- роннего действия всасывание жидкости в цилиндр и подача из него протекают весьма неравномерно. Это вызывает возникновение инерци- онных сил в потоке. Сила инерции жидкости, движущейся безотрывно за поршнем, пропорциональна его ускорению, которое в свою очередь пропорционально квадрату угловой скорости вала насоса. Поэтому при высокой частоте вращения вала инерционные силы могут достигать больших значений, вызвать разрыв сплошности потока и нарушить нормальную работу насоса. Кроме того, силы инерции ложатся лишней нагрузкой на приводную часть насоса. У одноцилиндрового насоса двустороннего действия подача жидкости совершается при каждом ходе поршня и график подачи изображается в виде двух синусоид (рис. 1.40б).Как видно из рисунка, подача у такого насоса падает до нуля в момент прихода поршня в мертвые точки. Степень неравномерности подачи ⁄ . Кривошипы двухцилиндровых насосов двустороннего действия расположены под углом 90° один к другому, поэтому для получения графика подачи такого насоса строят четыре синусоиды, сдвинутые по оси на 90°, а затем складывают их ординаты, соответствующие одинаковым значениям угла поворота кривошипа. Суммарный график подачи такого насоса изображается сплошной волнообразной линией, не имеющей нулевых значений ординат (рис.1.40в). Двухцилиндровый насос двустороннего действия обладает степенью неравномерности подачи 1,11. Наиболее равномерной подачей (наименьшей степенью неравномерности, равной 1,047) обладают трехцилиндровые насосы одностороннего действия, которые получили широкое применение в стационарных установках. 1.12.3. Стабилизация давления с помощью воздушных колпаков Из-за неравномерной скорости поршня насоса в периоды всасывания и нагнетания давление в цилиндре может колебаться в широких пределах. Большое влияние на амплитуду колебаний давления в цилиндре оказывают силы инерции столба жидкости во всасывающем и напорном трубо- проводах. Чтобы уменьшить влияние этих сил и выровнять подачу, применяют воздушные колпаки, которые в зависимости от потребности устанавливают как на стороне всасывания, так и на стороне нагнетания. На рис. 1.41 показана схема установки всасывающего 2 и напорного 1 воздушных колпаков у одноцилиндрового насоса одностороннего действия. Верхняя часть колпаков, являющихся гидрогазовым аккумулятором, |