Файл: Петрина, Н. П. Объемные гидромашины (насосы и двигатели).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 66
Скачиваний: 0
уравнение энергии для приемной камеры
Р& -и С в _ |
« u |
(Т от) |
где A h K p - критический кавитационный запас, который пред ставляет собой ту часть потенциальной энергии -^у-> которая превратилась в кинетическую вследствие увеличения скорости и частично затратилась на гидравлические и инерционные сопротивления.
Из уравнений (1.24) и ( I . 3 1 ) и в соответствии с опре делением понятия критической высоты всасывания получим ее уравнение в таком виде
|
крчт_ |
Pg-Pn |
С| |
^п крит • |
, т |
\x.ocj |
|
нвак — |
£ |
Zg |
|
||
|
Для предупреждения явления кавитации пользуются допусти |
|||||
мой высотой всасывания, которая принимается в качестве |
|
|||||
н о м и н а л ь н о г о |
п а р а м е т р а |
насоса. |
|
|||
|
..доп |
Р д - Р п |
С в |
.. |
( т w |
|
|
нвак |
у |
Eg |
П д - о п ' |
|
|
где |
ДНдоп=ККаьЛ11 крит— допустимый кавитационный |
запас при |
|
|||
коэффициенте запаса Кков»1,1^-2,величина которого |
принимается |
|||||
в зависимости от типа насоса, свойств жидкости и особенно- |
||||||
стей системы (возможности подсосов воздуха). Так |
к а к у » ^ > |
|||||
то |
вместо уравнения (1.33) можно пользоваться следующим |
|
||||
|
Н Г а к ^ О - Л Ь д а л |
• |
(1.33а) |
Явление кавитации может обнаруживаться визуальным на блюдением за появлением в потоке каверн через прозрачные стенки канала, виброакустическим способом по силе ударов исчезающих каверн и по изменеьию эксплуатационных параметров подачи, напора, к. п. д . , мощности и вакуумметрической вы соты всасывания, чем широко пользуются в условиях производ ства и эксплуатации для получения (снятия) кавитационных характеристик (рис. I . I 2 ) .
42
N, |
|
|
a, |
|
|
H |
a |
|
|
|
|
|
" BQK |
1CD |
|
I Крит |
Hbqk м.боЭ.ст. |
|
Ah крит |
|
|
BQK |
|
|
|
2g |
Рис. I . 1 2 . Кавитационная характеристика насосов
Для этой цели служат специальные кавитационные уста новки, где на нижнем уровне вакуумнасосом постепенно уменьшают давление р н у , ч т о увеличивает Н в а к ДР его критиче ской величины, при этом остальные величины правой части уравнения (1.30) не меняются до начала кавитации. В началь
ной стадии кавитации |
параметры Q,H,N |
меняются незначи |
|
тельно, а при дальнейшем ее |
развитии |
они заметно уменьшают |
|
ся, вплоть до отказа |
насоса, |
когда становится Q =0 . На ка- |
витационной характеристике, которая графически строится по замеренным параметрам, критический вакуум принимают по точ ке К , ее наносят на графике H=-flHBaK), допуская, что общая кавитация начинается при уменьшении напора на величину (0,01-0,03)Н, где Н - напор ступени насоса.
Кавитационную характеристику можно получить и другим способом - увеличением гидравлического сопротивления всасы вающего трубопровода,постепенным закрыванием запорного ор гана (клапана,клинкета) 4 на всасывающем трубопроводе
(рис. 1.2) .При этом для сохранения Q=const, Н=const и N=const
43
• ДОП |
до начала кавитации, |
одно |
|
временно с закрытием |
клапа |
||
п в а х |
|||
ДЬдоп |
на 4 открывается клапан 9 |
||
на напорном трубопроводе, |
|||
|
|||
|
т. е. изменившиеся парамет |
||
|
ры при закрывании клапана 4 |
||
|
восстанавливаются открытием |
||
|
клапана 9 . С увеличением |
||
О |
I |
I Крит |
|
подачи уменьшаются НВ аК |
|||
|
|||
Рис. I . I 3 . Характеристики |
и Н^ок , что можно пред |
||
всасывания насоса |
ставить в виде характери- |
||
|
|||
.доп |
стики всасывания насоса |
||
(рис. i . i 3 ) j c ; = f ( Q ) или диА 0 П =11г(а). |
|
||
У объемных насосов до начала кавитации с увеличением |
|||
вакуума технически более просто |
поддерживать постоянной |
подачу, а у лопастных - напор, для чего желательно в уста новке иметь соответственно расходомер или манометр (дифманометр) достаточно чувствительные к изменению параметров, по которым контролируется начало кавитации. В настоящее время имеются способы определения ДИДОпрасчетным путем, что является важным предметом нашего дальнейшего рассмотре ния теории гидромашин.
3 . Средства против кавитации. Кавитация ухудшает энергетические параметры и надежность гидромашин, вызывает преждевременный износ их деталей. Для предупреждения кави тации и ее последствий необходимо:
а) чтобы рабочие камеры и другие части имели бы хорошо обтекаемые формы с целью минимальных гидравлических сопротив лений;
б) тщательно обрабатывать поверхности каналов гидро систем особенно там, где возможна большая скорость, т. к. шероховатость увеличивает потери энергии и способствует эрозии;
в) в процессе эксплуатации насосных установок допусти-
"ДОП
мая высота всасывания насоса Н а и к должна быть больше гидоав44
лических сопротивлений всасывающего трубопровода; г) соблюдать герметичность всасывающей линии насоса,
что предупреждает попадание воздуха в насос; д) в случае вынужденной работы насоса в условиях
кавитации его рабочие органы изготовлять из материалов стойких против кавитации (нержавеющей стали, бронзы, ней лона и других синтетических материалов).
§ 1.5. Характеристики гидромашин и гидросистем (сетей)
I . Характеристики гидромашин
Графические зависимости между рабочими (эксплуатацион ными) параметрами гидромашин ( Q , Н, р , N , М, у\ , Нъак ) называются рабочими характеристиками. Их получают опытным путем на заводских и лабораторных стендах (специальных уста новках) , где при разных задаваемых значениях одного из па раметров - Q , H , p , M , n или Н в а к - получают путем изме рений остальные. Опытные параметры наносят на координатную сетку и плавными линиями соединяют между собой. На рис.1.14 и I . 1 5 соответственно показаны рабочие характеристики ло пастного и объемного насосов; эти характеристики состоят из частных характеристик:
О |
р(шшн) |
Рис.1.15. Рабочая (опытная) характеристика объемного
насоса . с
1 - напорно-расходной - H=-f(Q) и Q=i)/*(p) ,
2- потребляемой мощности-N=NB x ,=f,((i)и N=Nb x ="i|r4 (p) f
3- коэффициента полезного действия-T[=f2(CT) И Т|_="»У'г(р),
4- всасывания - H B H K = f3 (Q,).
Для объемных насосов в качестве оси абсцисс иногда при нимается напор насоса Н или разность давлений р = р н - р 6 .
На рис. I . 1 6 и I . 1 7 соответственно показаны характери стики лопастного и объемного гидродвигателей, где частными характеристиками, полученными в зависимости от числа оборо тов двигателя, являются:
V . |
|
4 |
|
N A , |
|
|
|
М А > |
|
|
|
|
|
2 |
|
ПА |
^ |
3 |
N N |
П д |
|
|
|
^ |
|
|
|
|
|||
|
Л. max |
|
|
|
|
Что* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. I . 1 6 . Рабочая |
(опытная) |
|
Рис. I . 1 7 . Рабочая |
(опыт |
|||
характеристика |
лопастного |
|
ная) характеристика |
объемно |
|||
гидродвигателя |
|
|
|
го гидродвигателя |
|||
I-характеристика |
к. п. д. - Ч\А=$(г)А) |
> |
|
||||
2 - характеристика |
расхода - |
Q A = - f , ( n A ^ |
, |
|
|||
3-характеристика |
выходной |
мощности - |
N A . B b l x = f 2 ( n A ) , |
||||
4 - характеристика |
момента - |
М А = f3 ( П д ) . |
|
Принято считать, что если машина с изменением режима
работы |
сохраняет |
величину к. |
п. |
д . Т [ > (О.вб-О.ЭЭт^.тох, |
то она |
работает |
экономично. |
Из |
сопоставления характеристик |
к.п. д. следует, что объемные машины сохраняют оптимальный
к.п. д. в большем диапазоне режимов работы, чем лопастные.
Вэтом состоит одно из важных преимуществ объемных гидрома шин против лопастных. В зависимости от типа гидромашины
и условий ее эксплуатации, в отличие от вышеприведенных, могут понадобиться и другие характеристики, полученные со
четанием других параметров, о |
чем будет сказано при под |
||||||
робном ознакомлении |
с соответствующими машинами. |
|
|
||||
Рабочие характеристики дают |
возможность: |
|
|
|
|||
а) |
назначать |
экономичные |
режимы работы машины; |
|
|||
б) |
выбирать те гидромашины, которые в наибольшей мере |
||||||
отвечают |
предъявляемым требованиям; |
|
|
|
|||
в) анализировать надежность действия гидромашиш в |
|||||||
составе |
системы; |
|
|
|
|
|
|
г) |
определить |
техническое |
состояние машины по ее |
харак |
|||
теристикам после некоторого срока эксплуатации путем срав |
|||||||
нения с номинальными |
характеристиками. |
|
|
|
|||
2 . Гидравлическая |
(эксплуатационная) характеристика |
|
|||||
|
|
|
гидросистемы |
|
|
|
|
По количеству |
одновременно |
обслуживаемых |
объектов |
(тех |
|||
нических |
средств) |
все системы можно разделить |
на два вида. |
||||
Г и д р а в л и ч е с к и е |
п р о с т ы е |
системы, |
|||||
которые обслуживают один объект. В составе такой системы |
|||||||
имеется один насос, который обслуживает линейный трубопро |
|||||||
вод постоянного диаметра (рис. |
1.2). |
|
|
|
|||
Г и д р а в л и ч е с к и е |
с л о ж н ы е |
системы, |
которые могут одновременно обслуживать несколько разных или одинаковых объектов. В составе такой системы может находить ся несколько насосов, которне подают жидкость на сложный трубопровод с ответвлениями разных диаметров (рис.1.19).
А. Гидравлическая характеристика простой системы
Создаваемый гидронасосом напор затрачивается на преодо ление всех полезных и вредных сопротивлений системы. Для краткости изложения эти сопротивления назовем напором си-
47