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: 58

Скачиваний: 0

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

насосной установки всасывающий трубопровод не был заполнен жидкостью, то из него надо сначала удалить (откачать) воздух. Насосы объемные и струйные это делают сами, поэтому они на­ зываются самовсасывающими. Центробежные и осевые насосы не обладают способностью к сухому всасыванию и, если они не снабжены специальными воздуховсасывающими устройствами, то перед пуском в работу их всасывающие трубопровода и сами насосы необходимо заполнять (заливать^ перекачиваемой жидко­ стью.

2 . Гидропривод. На рис. 1.3 показана структурная, а на рис. 1.4 принципиальная схема гидропривода с открытой си­ стемой циркуляции жидкости (масла). Гидропривод состоит из гидропередачи, устройств управления, вспомогательных устройств и вспомогательных линий (трубопроводов) .

 

Управление

 

 

|Л1ри6оЭной~!

 

гиЭроЭби-

("исполнитель"-"}

Насос

ный .механизм.)

1^ дбиготель ["

г а т е л ь

 

 

 

\ (ногрцжа) |

РИС.

1.3. Структурная схема

гидропривода

Рис.1.4. Принципиальная схема гидропривода с открытой

системой циркуляции жидкости

21

 

Гидропередача является силовой (основной) частью гидропривода и состоит из насоса 3, гидродвигателя 8 и магистрального трубопровода (линии - 2,5,9 и 1 0 ) . В насосе механическая энергия приводного двигателя преобразуется в механическую (гидравлическую) энергию жидкости (масла), а в гидродвигатвле энергия жидкости преобразуется в механи­

ческую энергию выходного звена (штока или вала). Магистраль­ ная линия состоит из следующих трубопроводов - всасывающе­ го 2, напорного 5, подающего жидкость от насоса к двигате­ лю, и сливного 9 и 10, отводящего жидкость от двигателя.

Устройства управления - распределитель 7 и предохра­ нительный клапан б, - служащие для изменения давления жидко­ сти, ее расхода или направления движения, что необходимо для изменения режимов работы насоса или гидродвигателя.

Вспомогательные устройства - один или несколько резервуаров (цистерн) I , фильтр 4 , гидроаккумуляторы, охла­ дители и т. п . , выполняющие функции хранения и поддержа­ ния необходимого качества рабочей жидкости.

Вспомогательные трубопроводы (линии), которые соеди­ няют какое-либо устройство управления или вспомогательное устройство с магистральной линией, например, магистральный трубопровод 5 соединяется с цистерной I вспомогательным трубопроводом I I .

Гидропривод с открытой системой циркуляции жидкости действует так. Насос засасывает рабочую жидкость из цистер­ ны и подает ее в напорный трубопровод, на котором располо­ жены фильтр и распределитель, подающий жидкость в гидро­ двигатель. От гидродвигателя жидкость через распределитель отводится в цистерну. В случае чрезмерного давления в напор­ ном трубопроводе открывается предохранительный клапан и жидкость направляется в цистерну.

При закрытой системе циркуляции жидкость от двигателя подается к насосу по трубопроводу 12, показанному пунктир­ ной линией.

22

§ 1.3. Параметры насосов и гидропередач

Технические данные, характеризующие конструктивные и эксплуатационные свойства машины, называются параметрами.

Основными эксплуатационными (энергетическими) параметра­ ми являются подача (производительность), напор (давление), мощность, коэффициент полезного действия, высота всасывания, число оборотов вала, крутящий момент на валу. В зависимости от практических надобностей пользуются номинальными (специ­ фикацийиными) , рабочими, нормальными (оптимальными), теоре­ тическими и расчетными параметрами.

Номинальными являются параметры машины, на основании которых она рассчитывается и создается и при которых она может работать длительное время. Зти параметры обычно оговариваются в соответствующих технических документах, спецификациях (технических условиях) на изготовление гид­ равлической машины, и поэтому они иногда называются спецификационными параметрами. Этим параметрам соответствует номинальный, спецификационный режим работы гидромашины.

Гидравлические (воздушные) машины часто эксплуатируются при изменяющихся условиях (изменение подачи, напора, числа оборотов и т . п . ) , чему соответствуют параметры переменных режимов работы, которые для краткости назовем рабочими па­ раметрами.

Рабочие параметры, которым соответствует наибольшая величина к. п. д. машины, называют оптимальными (нормальны­ ми) . Обычно стремятся выбирать гидромашину с номинальными параметрами, которые при эксплуатации обеспечивали бы воз­ можно больший к. п. д.

Расчетными параметрами являются основные эксплуатацион­ ные параметры, служащие для определения (расчета) геометри­ ческих форм и размеров машины. В процессе проектирования стремятся к тому, чтобы расчетные параметры отвечали спецификационным и оптимальным параметрам. Для этой цели выпол­ няются специальные опытно-конструкторские исследования. 9 „

Те параметры, которые могла бы иметь машина при отсут­ ствии потерь энергии вследствие трения и утечек жидкости, называются теоретическими.

Кконструктивным параметрам относятся габариты, вес

ит . д.

I . Подача (производительность), расход и объемный к. п. д. Количество жидкости ( г а з а ) , подаваемое насосом

(вентилятором, компрессором) в единицу времени через на­ порный патрубок, называется действительной подачей или производительностью, чему в гидродвигателях соответствует понятие действительного расхода. Для капельных жидкостей

различают объемную подачу Q. ,

выражаемую в м3 /час,м3 /мин,

л/сек

и т. д. и весовую G = )(Q.

т/час, кГ/сек

и т . д . ;

у -

удельный вес жидкости, который в единицах

измерения

МКГСС выражается в кГ/м3 . В системе международных единиц измерения (СИ) исключается понятие весовой подачи, т. к. для этой системы не существует понятие удельного веса.

Поэтому вместо весовой подачи можно пользоваться массовой

подачей

М , которая представляет собой расход массы m

кг

в единицу времени,

т. е .

М=^г

кг/сек.

 

 

Между неподвижными и подвижными частями машины имеются

щелевые

зазоры ( §

2 , 1 0 , 3 . 5 ) ,

где протекает

(циркулирует)

некоторое количество жидкости из полости

высокого

в

полость

низкого

давления. В связи с этим

существуют

 

понятия:

 

 

 

 

 

 

а) для насосов - теоретическая подача (производитель­

ность) ,

имеющая следующее

уравнение

 

 

б) для гидродвигателей - теоретический расход жидко­ сти, который можно представить так

где Цд.т - расход жидкости, который был бы достаточен для

*Для параметров гидродвигателей дан индекс д , параметры насосов особых индексов не имеют.

24

нормального действия гидродвигателя,однако вследствие про­

течек о;д для двигателя

необходим

больший расход (^называе­

мый действительным

расходом.

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

для

обратимых

гидромашин вместо

уравнений

( I . I )

и (1.2)

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q=Q-r±q,

,

 

 

 

 

где знак " + " относится

к работе

гидромашины

в режиме

двига­

теля, а знак " - " к работе в режиме насоса (генератора).

Подача насоса

От и расход двигателя 0 Л

определяют раз­

меры рабочих

полостей

(камер) гидромашины,в связи с чем

эти величины иногда называют геометрической подачей

и г е о ­

метрическим

расходом.

 

 

 

 

 

 

 

 

Подачу

(расход) относят к конечному промежутку

времени,

т. е. осредняют по времени, а именно:

 

 

 

 

где V

- объем жидкости,

проходящий через машину за

неко­

торый промежуток времени

t a - t H

. Так поступают

потому, что

в рабочих полостях гадромашин движение жидкости

неустановив­

шееся, и поэтому за равные промежутки времени

d t

через

машин}' проходят разные

объемы жидкости dV, Дня изучения

гидромалины часто

бывает

необходимо знать истинную,

 

м г н о в е н н у ю

 

подачу (расход)

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

d V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м г н = " e f t -

'

 

 

 

 

( 1 > 3 )

однако для целого потока трудно бывает определить функцию

Q M r H = t p ( t ) .

Объемные

к. п.

д. насоса и гидродвигателя,

учитывающие

протечки

через

щелевые зазоры,

соответственно

равны:

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

 

П 0 =

Т Т

( 1 - 4 )

и

 

 

 

 

 

 

 

Q A

(1.5)

25

2 . Напор* (давление) и гидравлический к. п. д. Прира­ щение удельной энергии (давления) жидкости, проходящей через

насос,

называется

н а п о р о м

и измеряется в едини­

цах

столба

жидкости или в единицах давления кгс/смг . Он

 

 

 

 

 

 

 

определяется

как раз­

 

 

 

 

 

 

Рман

ность механической

 

Рвок

 

 

 

энергии в напорном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

патрубке Ен

и в прием­

г/.

 

 

 

 

 

 

 

Уг^-

 

 

ном (всасывающем)Е6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимая в

качестве

0

 

 

У

 

 

0

 

 

 

 

плоскости

сравнения

 

 

2ьак

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ось насоса 0-0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис. 1.5), получим

 

 

 

 

 

 

 

следующие

уравнения

 

 

 

 

 

 

 

энергии относительно

Рис.1.5. Схема насосного агрегата

этой плоскости

 

с -

Рн

.

. Сн

_

Р мин

 

< 1

 

 

(1.6)

 

Е г у

+

У* + 1 д -

 

 

2д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е 6 = Т ~ У 1 ' 2д

У

у * +

2д

 

(1.7)

 

 

 

 

 

где

давления в кгс/м*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рн и р а

-

абсолютное в напорном и приемном

 

 

 

 

 

 

патрубках;

 

 

 

 

 

 

 

Рман= Рабе- Ра~

монометрическое,

избыточное

в напор­

 

 

 

 

 

 

ном патрубке;

 

 

 

 

 

 

Рбак~Ра~Рь~ вакуумметрическое

(вакуум)

 

в прием­

 

 

 

 

 

 

ном (всасывающем)

патрубке;

 

 

 

 

 

р а

-

барометрическое,

атмосферное, которое

*П0 ГОСТу 6134-58 - напор, по ГОСТу 14658-69 - давление.

2 Здесь и дальше кГ=кгс - килограмм-сила.

26

 

 

 

в качестве

номинального

принимается

 

 

 

равным 760 мм/рт. ст. или

 

 

 

 

10.33 м вод.

ст.

 

 

 

 

 

Сь и Сн

-

скорости

в приемном и напорном

 

 

 

патрубках,

м/с .

 

 

 

Высота расположения вакуумметра z 6 Q K

на величину р в а к

не

влияет, т. к. трубка, соединяющая вакуумметр с патрубком

насоса заполнена не жидкостью, а воздухом. Поэтому в урав­

нении (1.7) допущено,

что z 6 a K = Q ,

это

не

сделано

в

уравне­

нии (1.6) д л я 2 м п н , т .

к. трубка манометра

всегда

заполнена

жидкостью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В соответствии с понятием напора по уравнениям ( 1 . 6 ; и

(1.7) получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н = Е н - Е в

= ^ + у

+ % ^

-

м с т .

жи9к. {^Р);

 

( 1 . 8 )

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н=

^

+ У + 2 м а н + —

 

 

 

 

 

(1.9)

В условиях эксплуатации (для простоты пользования этими

уравнениями) можно допустить,

что

 

у » 0 *

2 M a H » Q

И С Н « С В ,

так как допустимая при этом погрешность

находится в

преде­

лах погрешности отсчета по шкалам приборов. При этих усло­

виях еледует,что -^р* - высота,на которую могла

бы

поднять­

ся идеальная жидкость от насоса,

а ^ ~

- высота подъема

до насоса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В технической документации и каталогах для насосов

величина напора часто

дается в м вод. ст. при

температуре

воды 20°С и ее

удельном весе

t -

1000 кгс/м3.

Это условие

является особенно важным для правильного понимания допусти­ мой номинальной вакууметрической высоты всасывания .насосов, которые могут работать на жидкостях с изменяющимися физи­ ческими свойствами.

Для перевода Н из м вод. ст. в метры столба другой жидкости Н„,имеющей YflKrc/u3 можно использовать зависи­ мость:

27

Смотрите также файлы