Файл: Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций.pdf

84

няются воздушные колпаки. Воздушные колпаки представляют собой герметические резервуары, установленные на всасывающем и напор­ ном трубопроводах (рис.3.6). Верхняя часть внутренней полости колпаков занята воздухом, а нижняя - перекачиваемой жидкостью; при этом давление, под которым находится воздух, равно давлению на поверхности жидкости.

Рассмотрим действие воздушного колпака I, установленного на всасывающей магистрали. Жидкость из этого колпака неравно­ мерно заібирается(всасывается) насосом по патрубку 2. При от­ сосе жидкости из колпака давление воздуха в нем станет меньше

паки следует устанавливать возможно ближе к насосу. Установка колпака на всасывающем трубопроводе позволяет уменьшить коле­ бания давления и увеличить высоту всасывания и число оборотов насоса.

Сущность действия напорного воздушного колпака заключает­ ся в следующем. В период нагнетания уровень жидкости в кол­ паке 4 (рис.3.6) поднимается и давление воздуха в нем повы­ шается. В период всасывания, когда нагнетательный клапан за­ крыт, благодаря колпаку подача жидкости в нагнетательный трубо­ провод не прекращается и происходит за счет избыточной потен­ циальной анергии сжатия воздуха, запасенной в период нагнета­ ния. При этом давление воздуха в колпаке понижается. Нагнета­ тельный воздушный колпак также позволяет уменьшить величину инерционных сил потока, которые проявляются только на корот­ ком участке между насосом и колпаком.

Для того чтобы воздушные колпаки выполняли свое назначе­ ние, необходимо поддерживать в них соответствующий объем воз­ духа. Обычно размеры колпаков выбирают таким образом, чтобы колебание давления воздуха в них не превышало 2,5 - 5%.

85

Во всасывающей колпаке при работе насоса уровень жидкости в нем постепенно понижается. Происходит это вследствие, выделе­ ния в колпаке при пониженном давлении растворенных в жидкости газов и паров.

В напорном колпаке, наоборот, уровень жидкости постепенно повышается благодаря тому, что пары и газы, находясь в нем под повышенным давлением, растворяются в перекачиваемой жидкости и уносятся ею.

Для поддержания постоянного уровня жидкости в воздушных колпаках предусматриваются специальные устройства.

§ 3.5. ПРОЦЕССЫ ВСАСЫВАНИЯ И НАГНЕТАНИЯ

Рассмотрим процесс всасывания жидкости насосом одинарного действия без всасывающего воздушного колпака, схема которого показана на рис.3.7.

При движении поршня в процессе работы насоса скорость жид­ кости во всасывающем трубопроводе меняется от нуля до макси­ мума. Для изучения такого движения следовало бы применить теорию неустановившегося движения жидкости.

Однако с достаточной точностью мож­ но воспользоваться уравнением Бер­ нулли, дополнительно учитывая силы инерции, возникающие при неравно­ мерном движении жидкости.

Для того чтобы насос мог подни­ мать жидкость с уровня, расположен­ ного ниже насоса, он должен создать такое понижение давления в рабочей

87

где Fgc - сечение всасывающего трубопровода. Тогда

и следовательно,

Н СП

Сопротивление всасывающего клапана Н к может быть принято равным его гидростатической нагрузке

где G - вес тарелки клапана и его пружины в перекачиваемой жидкости;

R - сила сжатия пружины;

f г- площадь тарелки клапана; у - объемный вес жидкости.

Определение напора И , затрачиваемого на ускорение жид­ кости, производим следующим образом.

Следуя за движением поршня, ускорение получает вся жидкость,

где J - ускорение поршня.-