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: 90

Скачиваний: 0

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

развитой стадии кавитации, когда образуется большое количе­ ство кавитационных каверн, поток, оторвавшийся от поршня в первой половине его всасывающего хода, не догоняет поршень во второй половине этого хода - поток жидкости встречается с поршнем при обратном, нагнетательном его ходе, что сопро­ вождается сильным гидравлическим ударом, ударной посадкой тарелки всасывающего клапана на седло и уменьшением подачи. Для того чтобы избежать явления кавитации и всех ее послед­

ствий, необходимо

давление во всасывающей полости в период

всасывания всегда

поддерживать несколько превосходящим по

величине давление

паров жидкости р п .

Этому условию надежности процесса всасывания отвечает

уравнение

( 1 . 3 3 ) , где

йг1д 0 п =к-АИк р , причем к «

1,1тТ,3,

а ДЬк р является суммой

следующих величин:

 

 

."

оог v

 

 

 

 

 

^ в * *

COS ф

- инерционного напора самого насоса

9

 

 

 

(рис. 2 . 1 8 ) ;

 

 

 

 

|l к п

-

гидравлических потерь,

вызванных

 

 

 

 

сопротивлением

всасывающего клапа­

 

 

 

 

на в момент его

отрыва от седла;

 

 

 

h p -

гидравлических

потерь

в проточных

 

 

 

 

каналах на пути движения жидкости

 

 

 

 

от места присоединения

вакуумметра

 

 

 

 

до вступления ее в цилиндр насоса,

 

 

 

 

за исключением потерь в клапане.

Так как из

последних двух видов потерь

энергии наиболь­

шими являются гидравлические потери в клапане, то и остальные потрри можно отнести к потерям в клапане:

h K n = h K f t + l l r •

Таким образом,

Для поршневых водяных насосов Н^ок около 6-7 м вод.ст., для нефтяных и масляных - около 4-5 м вод. ст. Неплотности всасывающего трубопровода могут значительно насыщать возду107

хом жидкость, что увеличит коэффициент

к в результате

чего

может быть,

что Н в а к = ^ -

Решив уравнение

(2.59)

 

относительно п

после

замены

в немоо=зд(при

%~U ,

когда

ц> = 0

) , получим максимально

допустимое

число

оборотов

по

условиям кавитации:

 

 

 

 

 

 

„^ъо |/

g

 

 

.(2.60)

 

п < :

ЗГУ

K l ' . r

 

 

 

 

Из уравнения

следует, что

число двойных ходов не может

быть беспредельно большим. В зависимости от рода жидкости, ее состояния и величин, входящих в подкоренное выражение уравнения ( 2 . 6 0 ) , рабочие числа оборотов соответственно прямодействупцих и кривошипно-поршневых насосов находятся в пределах л = 25*250 об/мин.

Для роторных насосов также можно получить уравнения ви­ да (2.59) и ( 2 . 6 0 ) . При этом вместо hK „ надо подставить сопротивления в канале распределительной головки 3 (рис.2.7)

или цапфы 3 (рис.

2 . 9 ) , а в выражении

для

инерционного

напора вместо

г

(для

аксиального насоса) -

величину

 

^ 9 J W i K i a

Для радиального

- величину

эксцентриситета

е .

Числа оборотов роторных насосов находятся в пределах

П = 900f5000

об/мин и даже больше при малых

подачах.

 

3 . Кавитационные характеристики. На рис. 2.24 приведена

—

 

 

 

 

 

кавитационная

характери-

1 Г"

|

|

 

К2

 

стика поршневого

насоса

 

 

С~ d

при работе

на воде

п г = const

 

 

 

 

 

 

 

Q2

U KPUT

 

 

 

с температурой t

=20f40°C

« 1

 

-1 b к,

л<=const

|

 

при

n ^ c o n s i

в

зависи­

с

 

 

 

 

 

мости

от величины

вакуу­

 

Hl

»ак

 

 

1

ма,

которая может

изменять­

 

1

1

6

.

8

ся путем регулирования

ра­

 

 

 

зобщительного

клапана

на

 

 

 

 

*t Rod. cm.

Рис. 2 . 24 . Кавитационная

 

всасывающем

трубопроводе

 

или путем изменения ва­

характеристика

поршневого

насоса

куум-насосом давления на

 

уровень жидкости в герметическом резервуаре, откуда проис108

ходит ее перекачивание. Аналогичным образом построена ка-

витационная характеристика а-Ь

при пг>г\4 . Точки к,

и

кг

характеризуют начало кавитационного режима, т. е.

на­

чало

срыва работы. На основании некоторых опытных данных

можно судить, что при вязкости

темных нефтепродуктов

 

40°-80°Е и с небольшим содержанием воздуха высоты всасыва­

ния большинства насосов,

перекачивающих

эти жидкости, при

тех же числах оборотов будут такими же,

как для воды, и

только в редких случаях уступают им по величине на 0 , 5 -

1,5 м вод.

ст.

 

 

 

 

 

Вязкость нефтепродуктов может существенно влиять на

высоту всасывания. На рис. 2 Л 25 дана приблизительная

зави­

симость между вязкостью

сма­

 

 

 

 

зочных масел и высотами

всасы­

8

 

 

 

вания поршневых насосов.

 

 

 

В

 

 

 

 

Примерно такая же зависимость

 

 

 

А

 

 

 

наблюдается и для других

тем­

 

 

 

ных нефтепродуктов. Уменьшение

 

 

>|

 

допустимой

высоты всасывания

 

 

 

С

 

 

 

при малой

вязкости вследствие

 

 

 

увеличения

температуры объяс­

20 40

60 80

«Ю°Е

няется выделением из нефте­

Рис. 2. 25. Зависимость

продуктов

легких фракций,

 

 

 

между высотой

всасывания и

т. е. началом "парообразования .вязкостью темных нефтепро-

При большом числе оборотов и

^ Й н Ж о ^ б ^ )

большой вязкости ухудшается

поршня насоса

заполнение рабочих полостей

 

насоса, что также ведет к уменьшению высоты всасывания

(график CD )• График АВ построен на основании опытных дан­

ных для тех же насосов, что

и график CD,но при п.,«0,5П2«

4 . Характеристика всасывания. Корабельные условия эксплуатации могут заставить работать поршневой насос при нерасчетных (переменных) числах оборотов (изменение напряже­ ния электрического тока, изменение параметров пара, замена штатного двигателя, в затруднительных условиях ремонта,

109

нештатным с другими оборотами и т. д . ) . Изменение числа оборотов (двойных ходов) насоса изменяет допустимую его высоту всасывания, в то время как условия всасывания (гидрав­ лические параметры всасывающего трубопровода) не меняются. Проверить соответствие всасывающей способности насоса при изменении числа двойных ходов можно при помощи характеристи- к и в с а с ы в а н и я Нвак= tyiQ) • Уравнение этой ха­ рактеристики можно получить совместным решением уравнений (2.6) и ( 2 . 5 9 ) :

 

 

доп

рсгРп

с |

г

 

 

 

Н В а к = ~ J ~

 

2g

^ 7

( 2 - б 1 )

где А

- коэффициент,

в который

вошли все

постоянные вели­

 

чины:

^ K f t -

i " B ;

g ;

Л", Г

и

Т . Д .

Эта характеристика

изображена на рис. I . I 3 .

§

2 . 10 . Потери

энергии, к. п. д . ,

мощность и

 

 

 

характеристики

 

 

У поршневых насосов, как и у всех объемных гидромашин,

природа потерь

энергии

одна

и та же, поэтому их рабочие

характеристики

подобны

(см.

рис. I . I 4 и § 4 - 6 ) . К числу

этих потерь относятся: обьемные, гидравлические и механиче­ ские, количественное значение которых зависит от особенно­

стей устройства

и принципа действия гидромашины.

 

I . Потери энергии и к.

п. д.

А. Объемные

потери и объемный к.

п. д. В объемных гидро­

машинах существует два вида объемных потерь, которые имеют

разный физический

смысл.

 

 

Потери энергии

вследствие

п р о т е ч е к

ж и д к о ­

с т и через зазоры:

_

 

Н О

Смотрите также файлы