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

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

уравнение энергии для приемной камеры

Р& С в _

« u

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