Файл: Чарей В.Е. Гидравлические машины учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 51

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

- 17 -

части насоса объем между лопатками уменьшается и жидкость на­

гнетается в трубопровод.

Роторно-лопастные насосы (шиберные) применяются в основном для перекачки маловязких жидкостей, а также в качестве насо - сов и моторов в гидростатических передачах, дорожных, строи - тельных машин, автопогрузчиков, станкостроении и топливных системах танковых дизелей отечественного производства (В-2 и

ДР-).

Производительность насоса может быть определена по Форму­

ле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я = 2 £ п в [ 2 Ш - 6 - г Щ в

 

(10)

 

 

 

 

 

 

где

 

-

эксцентриситет;

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

-

число оборотов (достигает до 950 об/мин);

 

 

 

в

 

-

ширина шибера;

 

 

 

 

 

 

 

 

Я

 

-

радиус внешнего

барабана;

 

 

 

 

 

 

I

 

-

число

шиберов;

 

 

 

 

 

 

 

 

£

 

-

толщина

шибера;

 

 

 

 

 

 

 

 

%

-

объемный к .п .ц .

насоса;#

= 0 ,70 -0,95 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Производительность насоса

 

Z? =■2—200 л/мин.

Высота нагне­

тания

Н= 15-65

 

м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Насосы выпускаются для гидроприводов строительных машин ,

грузоподъемников,

 

автопогрузчиков

и др. с давлением до

 

6,5 Мн/ы2 .

Основной недостаток

насоса-низкий объемный к .п .д ,

и малое рабочее давление на выходе.

 

 

 

 

 

Пример 2 . Определить производительность

шестеренчатого на- '

coca (рис. 14), если площадь зубца F

= 0,2

см2

число зуб

-

цов Z

=

12,

ширина зубцов

6

=

8

см.

Объемный к .п .д .

рд =

0 ,9 ,

число

оборотов и

= 600 об/мин.

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е .

 

По формуле

(9)

имеем

 

 

 

 

 

д __

2 £ § _ ? щ 0_ _

2 .0 .2 .8 .1 2 ,6 0 0 .0 ,9 = 345 см3/сек

=

 

 

Ц

 

60

 

 

 

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

0,345

л /сек. .

 

 

 

 

 

Работа роторно-лопастного насоса в режиме мотора (рис.1б);

происходит следующим образом. Жидкость поступает в

 

 

ную полость,

имея

некоторое

давление.

 

 

 

 

 

 

 

ГОС. ПУБЛИЧНАЯ

I

$

 

 

 

 

НЛУЧНО-ТЕХНИЧЕСНАЯ

 

 

 

 

_

БИБЛИОТЕКА ППГ.Р

 

 

 


18 -

Рис. 16. Работа роторно-лопастного насоса в режиме мотора.

Ток как рабочая площадь левой лопатки больше рабочей пло­ щади правой лопатки, то сила гидростатического давления, дей­ ствующая на левую лопатку, будет больше силы гидростатическо­ го давления, действующего в противоположную сторону на правую лопатку. В результате к лопаткам, а следовательно, и к ротору будет приложен вращающий момент, который будет вращать ротор против хода часовой стрелки.

Институтом "Гйпроуглаыош" разработаны и намочены к изго -

товдеиию шестеренчатые насос-моторы (секционного типа).

Они

предназначены:

а) как насосы для

подачи рабочей жидкости

в

гидросеть и б)

как гидромоторн -

для привода различных

узлов

и механизмов, обеспечивая ступенчатое изменение скорости вра­

щения в

80 пределах,

в том числе

и при реверсе.

 

Сочетание различных секций образует ряд мотор-насосов

с

рабочим

объемом 0,03;

0,и6; 0,ОУ;

.............................. до 0,18

л/об,

что обеспечивает ступенчатые ряды: подачи для иасосв и крутя­

щих моментов

1 :д ; И З ; 1:4;

1:5; 1 :6 ..

.Параметры

<?ШШ-0,09 следующие: напорных патрубков - 2;

рабочий объем

- 0,и9 л/об;

производительность насоса, при «■ =

= 1450 оо/мин и //„ = О,У,

равна 12и л/мин; мощность двига -

теля насоса-31 квт; момент (теоретический) мотора 100:143н.м; мощность, развиваемая мотором соответственно при 500 и ЮоО. об/мин, равна 5,1-10,3 квт; рабочее давление до ЮОО н/с}/■ .

Ь. Пинтовые насосы

Винтовые насосы изготавливаются промышленностью двухзип - товыми и трехвинтовыми. Эти насосы являются полностью обрати­ мыми - могут работать как насос и как мотор. На рис. 17


- 19 -

приведена схема двухвинтового насоса.

Принцип действия насоса весьма прост. В камере поыящоч'н два винта (червяка) ведущий и ведомый, лшдкооть, поданная к ведущему валу, всасывается, и далее винтами (червяками) вы­ тесняется в нагнетательный трубопровод.

Насосы появились сравнительно недавно, но простота устрой­ ства, высокая производительность, бесшумность в рабою if ряд других положительных качеств позволяют предполагать, что они найдут более широкое применение.

Рис. 17. Схема двухвинтового насоса:

I - ведомый вал; 2 - ведущий вал; 3 - шестерни.

Производительность двухвинтового насоса определяется по формуле

Ч = Щ ^ ( П ~ * 2) .

( I I )

Производительность трехвинтового насоса

где t - шаг винта;

п- число оборотов'насоса в минуту;

3, - диаметр окружности головок среднего винта; d, - диаметр окружности впадин среднего винта

(равный диаметру внешних окружностей боко­ вых винтов);

В- внешний диаметр винта;

d - внутренний диаметр винта.

График изменения производительности винтовых и пестерей - чатых насосов представлен на рис. 18.

- 20 -

Из рисунка 18 видно, что для одного и того же числа оборо­ тов производительность падает с увеличением давления.

Q

------------- п

Рис. 18. График изменения производи­ тельности от числа оборотов винтовых и шестеренчатых на­ сосов.

Следует указать, что из объемных насосов плунжерные имеют приспособления для регулирования подачи при постоянном числе оборотов. Шестеренчатые насосы редко бывают с регулируемой по­ дачей, а винтовые - вообще не могут обеспечить регулируемой подачи при постоянной скорости вала.

Основное распространение шестеренчатые и роторно-лопастные насосы нашли в автомобилях, танках, тягачах, на строительных и дорожных машинах и др. Винтовые насосы почти не применяются, а плунжерные насосы получили широкое распространение в топливных системах двигателей.

Регулирование скоростей ведомого органа производится путем дросселирования потока жидкости или более совершенным способом путем применения насоса с регулируемой производительностью.

Рассмотренные насосы являются обратными. Они могут рабо -

тать в качестве

гидродвигателей (моторов), если в

них подавать

жидкость под давлением.

 

6. Процесс всасывания и.нагнетания поршневых

насосов

Процесс перекачки жидкости насосом можно разделить на два

самостоятельных

процесса всасывания и нагнетания.

 

а)

 

 

Для подъема

жидкости с уровня, расположенного

ниже насоса

(рис. 19), насос

должен создавать такое понижение

давления в

рабочей камере, при котором давление на свободной поверхности жидкости оказалось бы достаточным, чтобы произвести работу по


 

 

 

- 21 -

 

 

 

 

подъему жидкости на

геометрическую

высоту

Ндс

,

преодоление

всех сопротивлений

hge

и создание

в трубопроводе

скорости V

Обозначив давление в рабочей камере

и пользуясь урав­

нением Бернулли, уравнение всасывания можем написать

 

 

 

V ‘

(13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Hg+hg^ V

 

 

 

 

где

9 П-о-Пч

-

вакуум (не

может быть

10

и вод.ст.)*

П

Высота всасывания любого насоса не может превышать 10 м вод.от. Практически она не превышает (вследствие потерь) на

1 - всасывающий трубопровод;

2 - всасывающая сетка; 3 - нагнета­ тельный трубопровод; 4 - рабочая каыера. *

Барометрическое давление меняется в зависимости от высоты над уровнем моря. Например, нормальное барометрическое давле-

 

 

 

 

 

-

22

-

 

 

 

 

 

кие

на уровне

моря

// = 10,3

м вод.от., на высоте

500

м будет

9,7

«,

ия высота 1000 и - 9 ,2

ы,

на

высоте

2000

и - 8 ,1 м вод.

с*. Таким образом, если насос расположен над уровнем

моря

на

высота

2000 м,

то высоту всасывания, указанную

в паспорте

на­

соса,

следует

уменьшить на

10,3 -

8,1 = 2 ,2 и и т .д .

 

 

 

П л о т н о с т ь

ж и д к о с т и

влийот на

высоту

 

всасывания, эта высота обратно пропорциональна плотности.

 

 

При изменении температуры воды от 0° до 40°С плотность ма­

ло изменяется

и принимается

равной

1000 кг/м3.

 

 

 

 

Нефтепродукты имеют резко изменяющуюся плотность; с повы -

ионием температуры она значительно уменьшается, и наоборот.

 

 

П л о т н о с т ь

ж и д к о с т и

не влияет

на произ­

водительность а напор насоса.

 

 

 

 

 

 

 

 

Т е м п е р а т у р а

ж и д к о с т и

влияет

на процесс

всасывания. Для процесса всасывания необходимо, чтобы давление, создаваемое поршнем fi4 , всегда было больше давления паров жидкости при температуре перекачки.

На практике высоту всасывания для поршневых водяных насо - сов применяют в зависимости от температуры и числа оборотов насоса.

Так, при я - 60 об/мин ,

при t= 0

°x

нве.лб.5 м ',

Hgc ~5

п ■t = 7ot-H sc =0.

1 На практике стараются не допускать исиарания в процессе всасывания. Уравнение всасывания можно написать так:

значение. Это значит, что для работы насоса его необходимо рас­ положить ниже резервуара, т .е . насос должен работать под напо­ ром. Этот случай часто встречается на практике при перекачке

горячей воды,

светлых нефтепродуктов и т .п .

И и з к о

с т i

ж и д к о с т и

существенно влияет на

процесс всасывания, высота всасывания уменьшается с увеличени­ ем вязкости жидкости, так как увеличиваются потери напора.

Вязкость некоторых нефтей, мазутов, битумов и др. при сравнительно малом понижении температуры (от Ю°С до 0°С) ас-


-

23 -

 

жеI настолько повышаться, что

перекачка их будет

возможна

только после подогрева или смешения их с керосином, бензином, лигроином и т.п .

 

 

 

б)

Процесс нагнетания

 

Давление, создаваемое насосом в рабочей камере ftx ,

долж­

но быть

такое, чтобы поднять

жидкость на высоту . Ннаг

и пре­

одолеть

все

сопротивления в

нагнетательном трубопроводе

Ьнаг

и давление

в

резервуаре /г ^

 

 

В этом

случае

уравнение

нагиетанин может быть написано так

 

 

-р^ =Ннаг+

(15)

 

 

 

где Лл

- давление, создаваемое насосом.

 

 

 

 

Я

 

 

 

Если насос нагнетает жидкость, например, в открытый резер­

вуар, где

давление

/^ = /тs

, то в уравнении последний член

jtg

будет отсутствовать.

 

 

В отличие от высоты всасывания, высота нагнетания не огра­ ничена теоретическими пределами. Теоретически можно создать

какую угодно высоту нагнетания.

 

 

 

 

 

Под полной высотой подачи

насоса

И

понимают сумму

 

 

 

К

н,

 

Е .

г(1б)

 

 

 

 

H=H8eih Bc

29

“наг

£

 

 

 

 

'наг

Л ’

 

 

 

 

7. Работа и мощность насосных

установок

 

Полезная (или эффективная) мощность, необходимая для пода­

чи жидкости, определяется по формуле

 

 

 

 

 

N ^

Im

к 6 т >

 

С1?)

 

 

 

где

J>

-

плотность жидкости, кг/дм3;

 

 

 

Q

-

производительность насоса, л/сок, или

 

 

 

ди3/сек ;

 

 

 

 

 

 

 

Н

-

полная высота подачи насоса, м вод.ст.

Мощность на валу

насоса Л н -

предотэвляот

собой

секунд­

ную работу,

которую

необходимо приложить к валу

насоса

со сто­

роны двигателя.