Подача насоса. График подачи.
Под термином подача насосапринято понимать количество жидкости, подаваемой насосом в нагнетательный трубопровод за определенное время.
В теории насосов используют понятия мгновенная подача насоса и средняя подача. Мгновенная подача насоса – это бесконечно малый объём жидкости dΩ, подаваемый насосом за бесконечно малый промежуток времени dt.
Значение мгновенной подачи насоса от угла поворота кривошипа наглядно иллюстрирует график подачи. Для этого рассмотрим одноцилиндровый насос простого действия, поршень которого имеет поперечное сечение F.
За бесконечно малый промежуток времени dt он пройдет путь dx=vп·dt=r·ω·sinφ·dt .
Объем жидкости, поступившей в цилиндр насоса или вытесненный из цилиндра за то же время, будет равен:
dΩ1=F·dx = F·vп·dt = F(rωsinφ)dt=F(r sinφ)dt = F·sinφ·r·dφ (11).
Для построения графика подачи по оси ординат будем откладывать значения y=F·sinφ, а по оси абсцисс х=r·dφ.
График подачи такого насоса показан на рисунке 8.
Объем жидкости, подаваемой насосом за один полный ход поршня численно равен площади Ω1, заключенной под кривой графика подачи. Этот объем определим, проинтегрировав уравнение (11):
Ω1= , (12)
где S=2r – ход поршня.
Рис. 8. График подачи одноцилиндрового насоса одинарного действия.
Dц – диаметр цилиндра.
В случае одноцилиндрового насоса двойного действия в его гидравлической части имеются две полости (рис. 3): левая и правая. Однако объем их различен, поскольку в правой полости расположен шток, который занимает часть полезного объема цилиндра. В этом случае объем жидкости, поступившей в правую полость цилиндра или вытесненный из той же полости цилиндра при повороте кривошипа на угол 180о, будет равен:
= , (13)
где f – площадь поперечного сечения штока, диаметром dш.
График подачи одноцилиндрового насоса двойного действия приведен на рис. 9.
Рис. 9. График подачи одноцилиндрового насоса двойного действия
Объем жидкости, поступившей в левую полость цилиндра , находят так же, как и в случае насоса простого действия, т.е. по формуле (12). Суммарный объем жидкости, подаваемой насосом за один оборот кривошипа, будет равен:
Ω = + = F∙S + (F – f)S = S(2F – f). (14)
В случае двухцилиндрового насоса двойного действия его кривошипы смещены друг относительно друга на угол 900 и объем жидкости, подаваемой таким насосом за один оборот кривошипа, составит:
Ω2= 2∙S(2F – f). (15)
График подачи такого насоса получим посредством (аналитического или графического) суммирования ординат графиков подачи для каждого цилиндра, построенных в одной системе координат с учетом угла смещения между их кривошипами (рис. 10, кривая черного цвета).
Рис. 10. График подачи двухцилиндрового насоса двойного действия
Объем жидкости, подаваемой трехцилиндровым насосом одинарного действия, вычислим по формуле: Ω3 = 3∙F∙S (16).
График подачи трехцилиндрового насоса одинарного действия (рис.11)
Рис. 11. График подачи трёхцилиндрового насоса одинарного действия.
строится аналогично предыдущему случаю: в начале (в одной системе координат) строят графики подачи для каждого цилиндра со смещением друг относительно друга на 1200, а затем, суммируя (аналитически или графически) их ординаты, при соответствующих угловых положениях кривошипа получают результирующую кривую (зеленая кривая на рис. 11).
Теперь перейдем к вопросу о средней подаче.
Под средней подачей принято понимать усредненный во времени конечный объем жидкости, подаваемой насосом за определенное количество ходов поршня в единицу времени. Когда речь идет о средней подаче насоса, то чаще всего слово «средняя» опускают и говорят подача насоса.
Этот параметр выражают объёмом жидкости, подаваемой насосом в единицу времени и обозначают Q. Размерность подачи насоса м3/с, м3/час, л/с. Кроме того, в практике, размерность подачи может выражаться и в других единицах: кг/с, кг/мин., кг/час, Н/с, кН/с и т.д.
Подача насоса, вычисленная расчетным методом без учета влияния объемных потерь, сжимаемости жидкости и других факторов, называется идеальной подачей Qи. Действительная подача насоса Qд всегда меньше идеальной подачи Qи. Отношение действительной подачи насоса к идеальной есть коэффициент подачи α: α= Qд/ Qи.
Коэффициент подачи α зависит от ряда факторов, главными из которых являются сжимаемость жидкости и свободного газа, деформация деталей гидравлической части, подверженных действию давления жидкости, вязкость перекачиваемой жидкости, наличие утечек жидкости (в уплотнениях поршня, штока и цилиндровых втулок), запаздывание клапанов при открытии и закрытии, наличие вредного пространства в гидравлических коробках и проч.. Потому коэффициент подачи часто представляют в виде произведения нескольких коэффициентов α=α1· α2· α3,
где α1 – коэффициент наполнения цилиндров (α1=0,6÷1,0); α2 - коэффициент, учитывающий утечку жидкости из цилиндров через зазоры в цилиндро-поршневой паре, уплотнениях штоков, клапанах, прокладках и других местах (α2=0,95÷0,99); α3 – коэффициент, учитывающий влияние сжимаемости перекачиваемой жидкости, обусловленной в основном результатом сжатия содержащегося в ней газа (α3=0,9÷1,0).
Сложность гидравлических явлений, происходящих в различных элементах поршневого или плунжерного насоса, заставляют при определении коэффициента подачи в основном опираться на экспериментальные данные.Для ориентировочного расчета подачи принимают α=0,80 0,98.
Дата добавления: 2016-06-05; просмотров: 1852;