Производительность (подача) поршневых насосов
В поршневых насосах различают среднюю и мгновенную подачи.
Теоретическая средняя подача поршневого насоса определяется исходя из рабочего объема цилиндра и кратности машины.
Рабочий объем цилиндра равен:
(6.51)
где S – площадь поршня.
Если число двойных ходов поршня в секунду равно n,
то средняя теоретическая производительность насоса простого действия определяется как:
(6.52)
двойного действия:
или (6.53)
где – площадь поперечного сечения штока.
Для машин с кратностью действия, равной i, можно записать:
(6.54)
Действительная средняя подача будет меньше теоретической из-за объемных потерь:
(6.55)
где – объемный КПД насоса. Для поршневых насосов обычно = 0,92–0,98. На величину оказывают влияние:
– утечки жидкости через неплотности в системе;
– запаздывание закрытия всасывающего и нагнетательного клапанов в конце всасывания и нагнетания;
– наличие в жидкости пузырьков воздуха (газа), ранее растворенного и выделившегося в области низкого давления перед поступлением жидкости в цилиндр.
Рассмотрим мгновенную подачу поршневого насоса. Если жидкость непрерывно следует за поршнем, не отрываясь от него, тогда мгновенная теоретическая подача будет определяться по формуле:
(6.56)
где – скорость движения поршня.
Определим скорость движения поршня (рис. 6.26). Если длина шатуна l гораздо больше радиуса кривошипа r, , тогда . Следовательно, можно записать:
j,
dx/dt = wп = rsinj·dj/dt = wrsinj.
Рис. 6.26. Схема поршневого насоса простого действия
с кривошипно-шатунным механизмом
Для мгновенной теоретической подачи получим:
j. (6.57)
Рассмотрим диаграммы подачи поршневых насосов с различной кратностью действия (рис. 6.27).
На рис. 6.27, а представлен график подачи поршневого насоса простого действия. До j = p идет процесс нагнетания, далее от p до 2p – всасывание. Максимальная подача устанавливается при j = p/2:
(6.58)
а) б)
в) г)
Рис. 6.27. Диаграммы подачи поршневого насоса: а – простого действия;
б – двойного действия; в – тройного действия; г – четверного действия
Для насоса простого действия характерна прерывистая подача жидкости, связанная с чередованием процессов всасывания и нагнетания. Степень неравномерности подачи m может быть охарактеризована отношением максимальной мгновенной подачи к средней. Для насоса простого действия:
(6.59)
двойного действия:
(6.60)
тройного действия:
(6.61)
Для насосов четверного действия определяется как удвоенная ордината одного насоса при j = p/4:
Итак, имеем:
(6.62)
Как видно из формул (6.59)–(6.62) наибольшей равномерностью подачи отличается насос тройного действия, наибольшей неравномерностью – насос простого действия. Для выравнивания подачи могут быть использованы воздушные колпаки.
Регулирование производительности поршневых насосов согласно формулам (6.54) и (6.55) возможно путем изменения L, n и :
– изменение хода поршня путем изменения радиуса кривошипа применяется для малых насосов;
– варьирование скорости вращения кривошипа путем установки редуктора с разными передаточными числами применяется на больших насосах;
– переброска части жидкости из нагнетательного трубопровода
во всасывающий по обратной линии снижает и, следовательно,
подачу насоса . Однако этот способ регулирования подачи экономически невыгоден.
Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 2437;