Файл: Петрина, Н. П. Объемные гидромашины (насосы и двигатели).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 59
Скачиваний: 0
5 , 6 2 ^ м и н
где при Re = IOOrlOOO для циклоидальных насосов С = 270- - 1100; для эвольвентно-циклоидальных С - 75072900.
Из уравнений ( 4 . 3 0 ) , (4.31) и (4.32) следует:
1) при заданной подаче увеличивать число оборотов можно главным образом за счет уменьшения н££" , этим объяс няется применение погружных насосов, у которых Н ^ к ^ О
2)при большой подаче и большом числе оборотов необ ходимо применять насосы двухстороннего всасывания (рис.4.3);
3)при прочих равных условиях насосы с небольшой по дачей могут иметь большее число оборотов, чем насосы с большой подачей;
4)эвольвентно-циклоидальные насосы при прочих равных условиях могут иметь большее число оборотов, чем насосы циклоидальные.
Ввышеприведенных уравнениях не учитывается влияние воздуха. С увеличением количества воздуха уменьшаются до пустимые высоты всасывания, подача и число оборотов насоса, поэтому необходимо следующее:
1)хорошо уплотнять линию всасывания;
2)расходная цистерна, из которой насос засасывает жидкость, должна иметь размерыдостаточные для выделения воздуха (для отстоя жидкости);
3)всасывающий патрубок должен быть опущен в цистерну возможно ниже, чтобы не допустить подсоса воздуха;
4)при замкнутой масляной системе слив жидкости из напорной магистрали должен быть под уровень, так как сво бодная струя может интенсивно насыщаться воздухом.
228
§ 4 . 6 . Потери энергии, к. п. д . , мощность и характеристики циклоидальных и эвольвентно-циклоидальных насосов
I . Потери энергии. У винтовых насосов жидкость движется относительно хорошо отработанных поверхностей винтов со
скоростью, обычно, |
не превышающей .10 м/сек. Поэтому |
гидрав |
|
лические сопротивления и соответствующая |
им потеря |
энергии |
|
в винтовых каналах |
незначительна. Потери |
энергии зависят |
от протечек жидкости через зазоры, что учитывается объемным к. п. д . , и от механического трения, которое учитывается механическим к. п. д.
2.Объемные потери и объемный к. п. д. Абсолютная вели
чина протечек растет с увеличением напора и зазоров и с уменьшением вязкости и длины винтов; от числа оборотов она не зависит. При определении понятия объемного к. п. д. необходимо руководствоваться уравнениями § 2.10 и § 3 . 5 .
Для винтовых насосов обычно пользуются уравнением |
( 2 . 7 0 ) , |
полагая, что |
|
Q=QT -<V , |
(4.33) |
тогда |
|
Рассмотрим более подробно влияние основных факторов на Q, и т\0 ,обозначив переменные (текущие) параметры индексом I .
Напор насоса (давление нагнетания). Опытами установле но, что протечки через кольцевые щели (зазоры) пропорцио нальны напору Н , если все остальные параметры (обороты, вязкость, зазоры) не меняются, т. е.
В соответствии с уравнением (4.33) для напора H-t будет
Q L = u T - C U = ( i T - C ^ - |
(4.35) |
Учитывая уравнение ( 4 . 3 4 ) , получим
229
i - ( i - n o ^ |
(4.36) |
чему соответствует объемный к. п. д . :
(4.37)
Вязкость жидкости. Опытами установлено, что протечки обратно пропорциональны вязкости жидкости. По данным фирмы
им о |
_l_e J2k |
что справедливо при вязкости меньше 300°Е,в противном случае устанавливается прямая пропорциональность. Подобно уравнениям (4.35) и ( 4 . 3 6 ) , получим
|
|
|
|
|
(4.39) |
Число оборотов. С увеличением |
п уменьшается |
относи |
|||
тельная |
величина |
протечек |
, а значит увеличивается т|0< |
||
Новое значение этого к. п. д. |
т\ 0 1 |
при измененном |
числе |
||
оборотов |
r i i увеличивается . |
|
|
|
|
На основании уравнения (4.26) |
получим |
|
|||
Из уравнения (4.34) имеем |
Q,=sQT (1-т\0 У |
|
|||
Так как |
не зависит от |
и , |
то действительная подача |
||
при n L |
будет: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.39а) |
Учитывая, что Т|о 1 = -^р , вместо уравнения (4.39а) полу-
чим
(4.40)
230
Зазоры (щели). По уравнениям гидравлики, количество жидкости, протекающей через кольцевой зазор S длиной U ? равно
ДОПуСКаЯ, ЧТО ИЗМеНЯЮТСЯ ТОЛЬКО q, |
И 0 . |
ПОЛуЧИМ ~Г~= ~о5 |
1 |
поэтому по аналогии с уравнениями |
(4.36) |
и (4.37) получим |
|
Q r Q T [ l - ( i - 4 0 ) | l ] |
( 4 ' 4 2 ) |
и |
|
что справедливо, когда |
|
3 i < 6 | / ^ ; т . е . при |
(l - nJ - fUl |
Опытами установлено1 , что протечки через |
зазоры между |
винтами больше, чем через зазоры между винтами и рубашкой (расточкой корпуса насоса). Однако при зазоре между рубаш кой и винтами больше 0,25-0,35 мм могут возникнуть значи тельные протечки, так как вследствие действия радиальной силы Р г (уравнение 4.17) вместо концентрических зазоров у ведомых винтов возникнут эксцентрические зазоры. Протечки жидкости через эксцентрические зазоры могут быть больше, чем в два раза по сравнению с протечками через концентри ческие зазоры при одной и той же площади живого сечения зазоров.
Совместное влияние Н , б и V на подачу и объемный к. п. д. При переменных режимах работы винтовых насосов,
что наиболее вероятно в условиях эксплуатации, могут изме няться все вышеуказанные параметры, чему соответствуют суммарные протечки по уравнению ( 4 . 4 1 ) :
4 Жмудь А.Е. Винтовые насосы с циклоидальным зацеплением. Машгиз, 1963.
231
r " |
12 9 v L L |
|
Зависимость между протечками при некоторых двух режимах |
||
работы определится по уравнениям (4.41) |
и ( 4 . 4 4 ) : |
|
тогда по аналогии с уравнением ( 4 . 3 6 ) , |
получим |
|
|
|
(4.45) |
чему соответствует объемный к. п. д . :
П о г * - ( 1 - п Л и a ^ v L ' |
( 4 - 4 6 ) |
Влияние воздуха и паров жидкости (паровоздушной смеси). |
|
В предыдущем параграфе отмечалось отрицательное |
влияние |
воздуха и парообразования жидкости на рабочие параметры насоса. По этому вопросу имеются очень ограниченные сведе ния, среди которых можно привести результаты наиболее обстоятельных исследований А.М.Васильева для масляных насо сов.
Объемный к. п. д. при наличии в масле паровой фазы, состоящей из паровых пузырьков, содержащих также выделив шийся из масла растворенный воздух, рекомендуется таким
где |
Др = 7 7 ^ — |
отношение |
атмосферного давления к мини- |
||
|
Рп |
|
мальному; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д У = - ~ г — отношение |
объемов паровой и жидкой фаз |
|||
|
ж |
|
в сечении, |
где давление р п |
', |
|
Г [ 0 |
- |
объемный к. п. д . , вычисленный по преды |
||
|
|
|
дущим уравнениям. |
|
|
|
Практическое |
использование уравнения (4.47) |
затрудни |
тельно, так как нет достоверных сведений для нефтепродук231.
тов о величинах |
Др |
и A V |
в зависимости |
от |
температ,уры. |
|||
В заключение о к. п. д. отметим, что |
у |
циклоидальных |
||||||
насосов объемный к. п. д. обычно больше, |
чем у |
эвольвентно- |
||||||
циклоидальных. |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 . |
Механические |
потери |
и механический к. п. д. У вин |
|||||
товых насосов существует механическое трение: в упорных и |
||||||||
опорных подшипниках, между винтами, между корпусом и вин |
||||||||
тами, в уплотнениях валов, в передаче, если она имеется. |
||||||||
Потеря |
энергии |
(мощности), |
вызванная силами |
трения 7 N T p |
||||
пропорциональна числу оборотов в степени CL.(na) |
и вязко |
|||||||
сти жидкости в степени ty(v*), з |
также зависит |
от напора на |
||||||
соса. Следовательно, можно написать для двух режимов ра |
||||||||
боты, |
что |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
м ; р |
( п |
\ а |
|
|
(4.48) |
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где а » |
0,5т0,67 |
|
|
|
|
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NTP _ _ |
(VS |
|
|
(4.49) |
|
|
|
|
i " |
|
|
|
|
|
где "о^ 0,55; |
|
N;„ •, |
v v t |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||
а для напора |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
_N_=_p_ |
|
|
|
(4.50) |
|
|
|
|
Ni |
Pi |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Механический к. п. д . , |
как известно, |
равен |
|
П и — Я - ^ - А - Г ' |
( 4 -5 1 ) |
||
следовательно |
|
|
|
N T p = < p + N T p = N ( i - n M ) . |
(4.52) |
||
1^ассмотрим влияние |
на к. п. д. и мощность двигателя |
||
каждого из параметров |
n , "V И р |
в отдельности. |
|
Вязкость жидкости. Она может значительно меняться, |
|||
особенно у нефтепродуктов, и поэтому может |
существенно |
||
влиять ча режимы работы насоса, |
величину N |
и к. п. д. |
|
Лг«дположим, что число |
оборотов |
n = const |
и напор насоса |