Файл: Петрина, Н. П. Объемные гидромашины (насосы и двигатели).pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 77

Скачиваний: 0

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

 

 

fJin

 

(2.16)

Q T = F c = F r w s m i p = F r - 3 Q - s t r i ( { ) ,

 

что справедливо как для процесса всасывания, так и для

процесса нагнетания.

 

 

 

На основании уравнения

(2.16) построен

график

теорети­

ческой подачи насоса простого действия (рис. 2 . I I ) , где

а

 

i

 

 

 

71[\

 

 

 

71

 

L

"\

К 7'

Q T \ V

QT№

\ Й

) 1

0

Е

%

М ф

 

 

51

 

Рис. 2 . I I . График Q.T во всасывающем или напорном трубопроводах в зависимости от угла поворота

кривошипа tf.

синусоидой ODE представлен характер изменения мгновенной подачи насоса в зависимости от угла поворота кривошипа Ц).

Если эта

синусоида относится к всасывающему трубопроводу,

т. е. к первой половине оборота

вала 0 — а - 1 , то

за

вторую

половину

оборота вала Т-Ь-][

движения жидкости

в

этом

трубопроводе не будет, что показано линией ЕМ. Таким обра­

зом, графиком подачи рассматриваемого

насоса является линия

0DEM .

Площадь

под синусоидой

ODE

представляет собой

подачу насоса за половину оборота вала. Действительно,

 

 

Q T dt=dV - Т 7

 

(2.17)

где (}т =1?г$'тф

и d t = d-Ф

Тогда

уравнение

(2.17)

примет

вид

 

 

 

 

 

 

d V T = F r s i n q > dip 7

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

Fv slnq>d<p=2rF=FS

(2.18)

что раньше уже было доказано.

71

Подача насоса простого действия весьма неравномерна и

изменяется от Q T m a x = F ' T o o

до Q T = 0 .

 

 

Если

отнести

подачу за один оборот V = F 5

к обеим

полостям насосаjприняв за постоянную среднюю скорость

поршня (вместо истинной), то получим график подачи в виде

прямой линии

K L ; ординаты ее

представляли

бы среднюю подачу

по уравнению

(2.6) , которое можно записать

так:

 

Изменение мгновенной подачи от наименьшейGL .до наиболь-

шей Q , _ ^ v

называется п у л ь с а ц и е й

 

п о д а ч и ;

М. МИЛА

 

"

 

 

 

ее мерой является

к о э ф ф и ц и е н т

или

с т е ­

п е н ь

н е р а в н о м е р н о с т и

п о д а ч и .

Отношение максимальной мгновенной подачи Q T r T m

к средней

подаче за один оборот вала QT - C p называется степенью нерав­

номерности подачи насоса и выражается формулой

,0 т о ч

Qtmax

 

Г П = — f t

j

(2.19)

U-rcp

 

 

что для насоса простого действия равно

 

& f r . m a x _ F r u j 2 K

т

п

—

ЕГс

— 3) ^ .

 

 

 

 

 

 

* гг. ср

 

F

5 со

'

Для уменьшения периодического

изменения величины подачи

(пульсаций подачи) у приводных и прдаодействующих насосов

увеличивают

кратность действия,

но

обычно не более чем до

четырех.

 

 

 

 

 

Б. Подача насоса двукратного

действия. График подачи

одноцилиндрового насоса двукратного действия представлен

на рис.

2 . I I двумя синусоидами; ODE

и ЕРМ • для этого на­

с о с а т ь

1,5.На рис.2.12,а и 2.12,6

изображены графики по­

дачи насосов трехкратного и четырехкратного

действия, для

которых

соответственно m л* 1,05

и т * 1 , 1 .

Несмотря на то,

что у насосов

трехкратного действия степень

неравномерности

меньше, чем у насосов четырехкратного действия, на практике

все же большей частью применяют двухцилиндровые насосы че72

тырехкратного действия, имеющие меньшие веса и размеры.

В. Подача прямодействующего насоса. Для прямодействую­

щих насосов уравнение движения (2.14) неприменимо,

так как

у них путь поршня

х определяется характером расширения

пара в цилиндрах паровой поршневой машины. На рис.

2.12,в

показано изменение

пути поршней ж coca в зависимости от

времени (рабочего цикла или периода работы). Это изменение получено опытным путем. Почти на всей длине хода поршня его скорость постоянна, что видно из диаграммы, где

dx .

Только в крайних положениях, в области точек а, и Ъ } где меняется направление движения поршня, наблюдается изме­ нение скорости.

Таким образом, у этих насосов скорость поршня меняется в меньшей степени, чем у кривошипно—поршневых,и кроме того, благодаря соответствующему устройству парораспределения, поршни задерживаются на 0,1 - 0,3 сек в своих крайних положе­ ниях (отрезки а— Ь ) , что улучшает посадку клапанов.

На кораблях применяются главным образом двухцилиндровые прямодействующие насосы четырехкратного действия, степень неравномерности подачи которых составляет т-*> 1,08*1,1 . Эта степень неравномерности практически такая же, как и у приводных насосов четырехкратного действия, и для многих технических целей вполне достаточна. Поэтому у корабельных тихоходных насосов с короткими трубопроводами часто отсут­ ствуют воздушные колпаки.

Г. Подача кривошипно-поршневого насоса многократного действия. Уравнение мгновенной подачи этого насоса можно получить на основании его конструктивной схемы и кинематики шатунно-кривошипного механизма.

Угод между смежными кривошипами равен углу смещения фаз работы поршней (плунжеров):

где Z - число поршней. Поэтому для какого-то момзнта времени подача первого цилиндра

Q4 X =Fru>ain<p,

для того же момента времени подача второго цилиндра

Q 4 T = F r со sin (ф +.сх),

для

третьего

Qsr-Fr

со sin (ф+ fcoO).

 

 

 

 

 

 

 

Подача насоса - это сумма подач цилиндров,

которые одно­

временно находятся в рабочей зоне (на стороне

всасывания

или нагнетания),

т, е .

 

 

 

 

QT =Fru)[sin(p4-stn(4J-»-A)+sln(cf+2a)+...].

(2.20)

 

Такой же вид уравнешя можно получить и для роторных

насосов.

 

 

 

 

 

Д. Подача роторно-пордиевого аксиального насоса. Относи­

тельная скорость

поршня аксиально-поршневого насоса

 

(рис. 2.10) равна

 

 

 

 

 

с ~

W

 

 

где

И - ход поршня,максимальная величина которого равна

3 .

При повороте

кривошипа OA на угол ф точка А в проек­

ции на ось 0 - Х

пройдет

путь

 

 

х= В В » 0 Б - 0 В = г - г cos ф.

Так как точки А и В лежат в одной плоскости, то h * BD slnp • v ( i - cos ф) slnjb

или

h=(?(i-cosq>)tgjb,

так как

9

- г

с о ъ р 1 .

Следовательно,

 

 

 

c « R c u t g jb в1пф ?

 

 

А Для простоты рассуждений допущено, что точка

к движется

по окружности радиуса г .

В ряде конструкций

эта точка

описывает эдхкпс. Сделанное наше допущение большого практи­ ческого значения не имэет.

75

где

d t

30

 

 

 

 

 

 

Теоретическая мгновенная подача роторно-поршневого акси­

ального насоса а соответствии с уравнением (2.20)

будет

Q T =FRu>tgj 5 [slntp+sLndf-t

 

3Hsln(ip+2<x)+...] (2.21)

или

QT =FRootgjb£suup.

 

 

 

 

 

 

 

Е. Подача радиального роторно-поршневого насоса. Для

определения мгновенной подачи радиально-поршневого насоса

воспользуемся его принципиальной

кинематической схемой

 

 

 

(рис.

2 . 13),

где условно

 

 

 

обозначено:

 

 

 

 

 

 

0 -

центр ротора

 

 

 

(вала)

насоса,

QA -

 

 

 

центр

направляющего

 

 

 

кольца,

R-

радиус

 

 

 

направляющего кольца,

 

 

 

V -

радиус

ротора,

 

 

 

в -

эксцентриситет,

 

 

 

h=" АВ - ход поршня,

 

 

 

ф - угол

поворота ро­

 

 

 

тора,

оо -

угловая

 

 

 

скорость

ротора.

 

 

 

На основании

Рис. 2 . 13 . Кинематическая схема

 

теоремы о косоуголь­

роторно-поршневого

радиального

 

ном треугольнике на­

насоса (см.сноску

2 на стр.80)

 

 

пишем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

(2.22)

А0?=А04- -00?- •2A0-OO4 cos0eO°-<p)

 

Имея в виду, что

 

 

 

 

 

 

 

А0 1 =Я=т+а - , A 0 = r + h - 0 0 ^ = 6

и

cos(l&0°-cp>=-cosq>,

перепишем формулу (2.22) следующим образом:

 

 

 

(тч-е)2 = (r+hf+e2 -2e(r+h)cos4>,

апосле преобразования получим квадратное уравнение

пг +2и(г+есо5ф)+2ег(соэч>-1)=0,

76

откуда получим уравнение движения плунжера:

 

Ь=-(у+2C0S4>)+

\/[У+ & costpf-2er (COSlp-l) =

(2.23)

= - ( r + e c o s 4 > ) + l / r 2 + e z c o s 2 i p + 2 e r •

Относительную скорость плунжера получим, взяв первую

производную пути поршня

h

по времени t :

 

 

 

 

d h

 

 

 

dip

e2 cos<psinip

 

 

 

 

d t

•=е sin ц> ——

 

—

•

 

С

 

b

a , , , ,

, f d t

 

/r*+e e cD5 a if+2&T«

 

Последний член обычно не больше 0,09, поэтому после

упрощений получим уравнение скорости плунжера в виде

 

 

 

 

 

 

CwcAJBSlncp .

 

(2.24)

Из этого уравнения следует, что относительная скорость

"плунжера

имеет синусоидальный

 

 

1018%

характер, как и для всех преды­

 

 

 

 

 

дущих насосов. Поэтому и для

 

 

 

 

радиального

роторно-поршневого

 

 

 

насоса

справедливо

уравнение

 

 

 

 

( 2 , 2 0 ) ,

где

вместо

г»

надо

 

 

 

 

принять

е •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис.

2.14 показаны гра­

 

 

Ш6,1%

фики подачи роторных насосов

с

 

 

 

 

100%

различным числом

поршней z ,

 

 

 

 

 

 

 

в функции от угла поворота

 

 

 

83,8%

ротора

ф .

В качестве

специфи-

 

 

 

кационной

(номинальной)

подачи

 

 

 

принята средняя подача QC J ) =

 

 

 

 

= 100%. Ординаты заштрихован­

 

 

 

ных площадей

показывают

харак­

 

 

 

тер пульсации подачи относи­

 

 

 

 

тельно ее

средней

величины.

 

 

 

 

Чем больше число

поршней.тем

^

2 Л 4 > Г

р а ф и к й ш

д а ч и

меньше амплитуда и больше часто-

роторных

насосов

та пульсаций

подачи. Амплитуда

 

 

 

77

Смотрите также файлы