Учебн. пособие по СВМ с тит стр.. Судовые вспомогательные механизмы, системы и устройства
 Скачать 6.42 Mb.
|
|
11 о = Q о / Q к , где Q о – подача насоса; Q к – расход жидкости, проходящей через колесо насоса. В современных насосах о = 0,9…0,98. Механическими потерями называют потери энергии, возникающие вследствие трения в подшипниках, сальниках, а также вследствие трения наружной поверхности рабочего колеса о жидкость. Эти потери учитыва- ются механическим КПД где N – мощность, подводимая к валу насоса; N тр – потери мощности на преодоление сопротивления трения. Механический КПД может составлять 0,95…0,98. Максимальный КПД крупных современных насосов на расчетных ре- жимах работы достигает 0,9 и более, а КПД малых насосов может состав- лять 0,6…0,7. 1.4. Характеристика гидравлической сети и рабочий режим насоса На рис. 1.4 представлена схема судовой насосной установки, перекачи- вающей жидкость из одной закрытой емкости в другую закрытую емкость. На основании уравнения Бернулли, выражающего закон сохранения энергии применительно к потоку жидкости, напор потребляемый гидрав- лической сетью (системой) в общем виде определяется выражением с к к к п т н т (1.5) где – пьезометрический напор, показывающий разность статиче- ских давлений в напорной и приемной емкостях, Дж/кг; P к – давление над уровнем жидкости в напорной емкости, Па; Р а – давление над уровнем жидкости в приемной емкости, Па; Н г = g·(Z к – Z a ) – геометрическая высота подъема жидкости, т. е. раз- ность уровней жидкости в напорном и приемном резервуарах, Дж/кг; к – скоростной или динамический напор, Дж/кг; V к и V a – скорости в напорном и приемном резервуаре, м/с; (h пт + h нт ) = ∑h п – сумма гидравлических потерь на всех участках при- емного и напорного трубопроводов, Па. Эти потери зависят от квадрата скорости движения жидкости, конфигурации гидравлической сети (нали- чие переходов, изгибов, количества и типов запорно-регулирующей арма- туры и пр.), т. е. представляют собой потерю динамического напора: , (1.5а) где и коэффициенты трения, зависящие от шероховатости стенок труб и режима движения жидкости (ламинарный, турбулентный) на отдельных участках приемного и нагнетательного трубопроводов; и – соответственно сумма коэффициентов местных сопро- 12 тивлений на отдельных участках приемного и нагнетательного трубопро- водов (значения коэффициентов зависят от вида местных сопротивлений и выбираются по справочникам); внутренний диаметр отдельных участков приемного и нагнетательного трубопроводов, м; длина отдельных участков приемного и нагнетательного трубопроводов с одинаковым расходом, м; соответственно скорости движения жидкости на отдель- ных участках приемного и нагнетательного трубопроводов, м/с; плотность перекачиваемой жидкости, кг/м 3 Рис. 1.5. К построению характеристи- ки гидравлической сети и определе- нию рабочего режима системы Рис. 1.4. Схема судовой насосной установки В выражении (1.5) первые два слагаемых характеризуют статическую составляющую напора в сети Н с ст , а два последних – определяют динами- ческую составляющую напора в сети Н с дин , т. е.: Н с ст = к · к Н с дин = к п т н т Характеристикой сети (ХС) называется графическое изображение за- висимости напора Н с, потребляемого сетью от объемного расхода Q с , т. е. является графическим отображением функции Н с = ƒ(Q с ). Характеристика гидравлической сети определяется на основе гидравлического расчета кон- кретной сети (1.5 и 1.5а). В этой характеристике (рис. 1.5): не зависящими от расхода в трубопроводе являются Н г и к , поэтому они выражаются прямыми 1 и 2. Общая статическая составляю- щая характеристики сети (ХС) будет равна сумме их ординат (прямая 3). зависящими от расхода являются ∑h п = и к Они 13 представляются параболами второй степени (кривые 4, 5на рис. 1.5). Ре- зультат их суммирование отображается кривой 6на рис. 1.5. Полная ХС получается путем суммирования ординат линий 3 и 6 (кри- вая 7). Характеристикой насоса называется графическое изображение за- висимости напора Н от объемной производительности Q насоса. Харак- теристику насоса получают по результатам его стендового испытании при постоянной частоте вращения. Характеристика Н = ƒ(Q) зависит от типа насоса. На рис. 1.5 изображена характеристика центробежного насоса (ли- ния 8). Под рабочим режимом насоса понимается установившийся режим его работы в данной системе. При установившемся режиме Q = Q с и Н = Н с, т . е. устойчивая работа системы возможна при равенстве объемной произ- водительности насоса Q объемному расходу жидкости в сети Q с и равен- стве напора Н, создаваемого насосом, напору Н c , потребляемого сетью Это является необходимым условием устойчивой работы системы "насос – сеть". Для определения рабочего режима насоса необходимо совместить ха- рактеристику гидравлической сети Н C = ƒ(Q с ) и характеристику принятого к установке насоса Н = ƒ(Q) (рис.1.5). Точка пересечения характеристики сети (линия 7) и характеристики насоса (линия 8) определяет рабочий режим гидравлической системы (точка А). Если характеристика сети Н с = ƒ(Q с ) изменится (штриховые линии на рис.1.6), то изменится режим работы насоса (точки А 1 и А 2 ). При эксплуатации насоса необходимо стремиться к тому, чтобы он возможно больше времени работал в оптимальном режиме, т. е. обеспечи- вал номинальные подачу и напор. Всякие отклонения от номинального ре- жима при неизменной частоте вращения вызывают снижение экономично- сти работы насоса. Рабочие характеристики насо- сов Н = ƒ(Q) , N = ƒ(Q) и = ƒ(Q) при n = const, а также их массога- баритные показатели следует принимать по каталогам произво- дителей. При подборе насоса необходимо всегда стремиться к наиболее близкому совпадению расчетных характеристик насоса и сети, так как расчетному режиму насоса всегда соответствует наибольшее значение КПД. Рис. 1.6. Характеристики насосной установки Примечание. В зависимости от назначения насосной установки в вы- ражении (1.5) для Н с могут отсутствовать отдельные составляющие. Так, например, при перекачке жидкостей из одной емкости в другую, в которых |