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

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

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