Файл: Петрина, Н. П. Объемные гидромашины (насосы и двигатели).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 52
Скачиваний: 0
Ленинградское высшее военно-морское инженерное училище
Н. П. ПЕТРИМ
ОБЪЕМНЫЕ ГИДРОМАИШШ (НАСОСЫ И ДВИГАТЕЛИ)
Ленинград
1973
6 2 1 . 2 2
В книге приведены сведения об устройстве, основах теории и о правилах эксплуатации корабельных объемных гидромашин - поршневых, шестеренных и винтовых.
Основное внимание обращено на их эксплуатационные свойства и на условия обратимости, когда эти машины мо гут работать или в качестве насосов, или в качестве гид родвигателей. При этом дано аналитическое толкование па раметров насосов и гидродвигателей. Изложена физическая
сущность |
явления кавитации. |
|||
|
Для объяснения сложных физических процессов исполь |
|||
зован несложный |
математический аппарат и приведено боль |
|||
шое |
количество |
рисунков. |
||
|
Книга предназначена для лиц, впервые изучающих кора |
|||
бельные |
(судовые) вспомогательные механизмы, и может |
|||
быть полезной для специалистов, эксплуатирующих и проек |
||||
тирующих |
соответствующие механизмы. |
|||
|
|
: ос. nyf-.H!*- |
• |
|
|
|
у-fHo-Tc; -и- •• |
•• -^ч |
|
/93/f |
|
:- \I\I j—t CTi v.IVfli r il.. :' ^. j ,.. |
||
I Чи. АЛЬНОГО '-' |
л |
П Р Е Д И С Л О В И Е
Для движения корабля (судна), действия оружия, нор мальной деятельности личного состава требуется, чтобы по внутрикорабельным трубопроводам двигались различного ро да жидкости - вода, воздух, топливо и т. д.
Перемещение (перекачивание) и соответствующая обра ботка (подогрев, охлаждение и т. п . ) огромного количества различных жидкостей совершается внутри корабля так назы ваемыми вспомогательными механизмами, которые среди кора бельного механического оборудования являются наиболее многочисленными и наиболее разнообразными. На современном корабле - вспомогательные механизмы - различные насосы, вентиляторы исчисляются десятками, а нередко и сотнями. Некоторые из современных компрессоров, насосов и вентиля торов для своего действия требуют затраты большой энергии. Мощность таких отдельных вспомогательных механизмов может быть равна мощности главных двигателей речного теплохода или морского буксира.
В понятие "вспомогательные механизмы" принято вклю чать не только собственно механизмы, но и различные аппараты. Понятие "корабельные вспомогательные механизмы" имеет более чем столетнюю давность и целесообразность его употребления следует из необходимости отделения глав ных механизмов, непосредственно работающих на гребные валы, от остальных механизмов, которые по отношению к главным являются вспомогательными и действие которых ча
сто связано с действием различных аппаратов (охладителей,
3
конденсаторов, подогревателей). Таким образом, понятие, "вспомогательный механизм" является условным и традицион- -ным для кораблестроения.
По современным понятиям механизмом является замкнутая кинематическая цепь, предназначенная для довершения целе сообразных движений. Те же технические средства, которые включаются в понятие корабельных вспомогательных механиз мов являются машинами.
По современным понятиям машина представляет собой комплекс механизмов, предназначенный для преобразования энергии, транспортирования различного рода веществ и для выполнения другой полезной работы.
Вспомогательные механизмы являются составными частя ми различных корабельных систем, в качестве которых понимается комплекс (сочетание) механизмов, аппаратов и трубопроводов, предназначенный для выполнения определен ных функций. Один и тот же механизм может входить в со став разных систем, например,, воздушный компрессор может подавать воздух в систему воздуха высокого и низкого давления, насос может подавать забортную воду в водяную противопожарную систему и в систему орошения погребов или в систему охлаждения каких-либо теплообменных аппара
тов и т. д. Такая многосторонняя связь механизмов и обслу
живаемых объектов |
затрудняет |
создание строгой класси |
||
фикации корабельных |
систем |
и |
препятствует анализу |
дей |
ствия механизмов в составе сложной системы. Поэтому |
|
|||
вспомогательные механизмы |
и системы классифицируются |
по |
признакам, которые создают необходимые удобства при про ектировании, изучении, эксплуатации и т . п .
Эксплуатационные свойства вспомогательных механизмов удобно изучать изолированно от свойств остальных элементов системы,поэтому с учебной целью в понятие системы целе сообразно включать только трубопроводы, аппараты и объекты, которые должны обслуживаться каким-либо вспомо гательным механизмом (компрессорным, гидравлическим или воздушным насосом и т . п . ) .
Введение такого узкого понятия системы позволяет сделать следующую классификацию корабельных (судовых)
вспомогательных |
механизмов, удобную для их изучения. |
||
1 . Насосы и |
гидроприводы (гидравлические |
машины). |
|
2 . Компрессоры и вентиляторы. |
|
||
3 . Холодильные установки. |
|
||
4 . Установки |
(системы) |
кондиционирования |
воздуха. |
5. Водоопреснительные |
установки. |
|
6 . Рулевые и якорно-швартовные машины (механизмы). Каждый вид этих технических средств может классифици
роваться по разным признакам - назначению, конструктивно му исполнению, рабочим параметрам и т . п . Вспомогательный
механизм (машина) представляет собой |
сложный |
агрегат, |
состоящий из двигателя, исполнительной части |
(насоса, |
|
вентилятора, компрессора и т. п . ) , а |
иногда |
и редуктора, |
который уменьшает число оборотов исполнительного механиз ма по сравнению с числом оборотов двигателя. В качестве
двигателей насосов, |
вентиляторов, компрессоров, палубных |
и других механизмов |
применяются электрические двигатели, |
паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания, паровые поршневые машины. Эти двигатели обычно изучаются в соот ветствующих курсах. Изучение же исполнительных частей вспомогательных механизмов относится к курсу вспомога тельных механизмов.
Предметом изучения корабельных вспомогательных меха низмов является:
1)изучение процессов, происходящих в соответствую щих механизмах и аппаратах, в объеме, необходимом для правильного понимания их принципов конструирования и правил эксплуатации;
2)изучение конструкций и основ эксплуатации соот ветствующих механизмов, аппаратов и трубопроводов (си стем);
3)выявление зависимостей между параметрами, харак теризующими работу механизма или аппарата при заданных
условиях эксплуатации; |
5 |
Ч) рассмотрение условий надежности и экономичности действия механизмов при обслуживании ими соответствующих систем.
Непосредственной теоретической основой для изучения этих вопросов являются - гидравлика (гидромеханика), тзхническая термодинамика, деталк машин, теория механиз мов и машин.
В предлагаемом читателю труде автор стремился осве тить эксплуатационные свойства вспомогательных механиз мов в связи с предъявляемыми к ним требованиями. Для это го потребовалось особо обратить внимание на физические явления, которыми сопровождается действие механизмов и систем. Такой подход к изучению вспомогательных механиз мов облегчает понимание устройства и правил их эксплуата ции.
В книге дается теоретический аппарат в таком объеме, который может использоваться для решения ряда технических
задач в условиях |
эксплуатации. |
Кроме |
того, |
использованы |
и другие средства |
для придания |
книге |
эксплуатационной |
|
направленности - |
анализ надежности действия |
насосных |
установок по всасывающим характеристикам (явления кави тации); влияние зазоров на экономичность и надежность действия механизмов; влияние вязкости жидкости, поврежде ний и т . п . на эксплуатационные характеристики механизмов и систем; анализ причин,вызывающих неисправности меха низмов и т. д.
При этом, по мере возможности аналитические выводы (уравнения) автор стремился дать в форме, доступной для получения соответствующих параметров с помощью измеритель ных приборов в условиях эксплуатации. В связи с тем, что шкалы современных измерительных приборов градуируются в технической системе единиц (МКГСС), использование между-
6
народной системы единиц (СИ) автор считает пока нецеле сообразным/
В книге использованы термины, которые даются: в ГОСТах "Единой системы конструкторской документации", Комитетом технической терминологии Академии наук СССР,
в нормативных документах судостроительной промышленности и в книге "Толковый словарь терминов, применяемых в судо вом машиностроении".
Автор благодарит профессора Н.А.Бражниченко и доцентов В.Д.Спивакова и В.И.Веселовского за рекомендации по улуч шению содержания книги, кандидата техн. наук, ст. научно го сотрудника В.П.Яценко за устранение недостатков в рукописи при ее редактировании и сотрудника издательства Лен.ВВМИУ капитана I ранга-инженера в отставке С.М.Борушко за помощь автору в работе над графическим материалом.
Автор
Кроме того, в настоящее время ведаются стандарты, где параметры насосов, холодильных машин и т . д . даются в системе МКГСС•
7
Г л а в а |
I |
ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
§ I . I . Классификация гидравлических машин и систем
Корабельной (судовой) системой (в широком смысле) принято считать комплекс трубопроводов, механизмов, аппа ратов и приборов, предназначенных для выполнения опреде
ленных |
функций. |
|
|
|
|
|
По |
назначению, в учебных целях, |
системы можно |
разде |
|||
лить на |
такие группы: |
|
|
|
|
|
I . |
Системы, обслуживающие главную и вспомогательную |
|||||
энергетические установки корабля (топливная, масляная, |
||||||
охлаждения и т . д . ) . |
|
|
|
|
||
П. Системы, обеспечивающие живучесть корабля (водо |
||||||
отливная, |
противопожарная, |
креновая |
и т . д . ) . |
|
|
|
Ш. Системы обитаемости |
(водопроводы пресной |
и |
заборт |
|||
ной воды, |
кондиционирование |
воздуха, |
вентиляция |
и |
т . д . ) . |
I V . Системы гидроприводов (рулевых машин, успокои телей качки, винтов регулирования шага, лебедок, вьюшек, кран-балок и т . д . ) .
V. Системы специального назначения (передача топлива на ходу с корабля на корабль, система замещения топлива, защита корабля против радиоактивного заражения и т. д . ) .
Системы, в которых движется капельная жидкость (вода, масло, жидкое топливо), называются гидравлическими. Для своего движения жидкость получает энергию от гидромашины,
8