МОЩНОСТИ И К. П. Д. ХАРАКТЕРИСТИКА НАСОСА

Изменение давления в рабочей камере насоса изображается индикаторной диаграммой (рис. 9.2, а). В координатах s, pсхематически она имеет вид прямоугольника 1—2—3—4.При движении поршня вправо давление р1 вкамере ниже атмосферного ра, что объясняется гидравлическим сопротивлением всасывающего тракта, а также расположением насоса над уровнем жидкости. В точке 1поршень изменяет направление движения на обратное, всасывающий клапан автоматически закрывается, и в камере резко увеличивается давление до р2,превышающего давление в начале нагнетательной линии рк(точка 2).Это превышение обусловлено перепадом давления в нагнетательном клапане. В крайнем левом положении поршень снова меняет направление Движения. При этом давление резко падает по линии 5—4,нагнетательный клапан k2 закрывается, и открывается всасывающий клапан kt.

Действительная диаграмма отличается от схематической наклоном линий подъема 1—2и спада давления 3—4, что обусловлено сжимаемостью перекачиваемой жидкости и упругой деформацией стенок рабочей камеры. На форму линий 2—3 и 4—1влияют колебания давления на входе и выходе насоса, а также изменения гидравлического сопротивления в клапанах.

Индикаторные диаграммы — средство, во-первых, установления состояния и технической диагностики действующего насоса и, во-вторых, определения индикаторной мощности с целью нахождения баланса мощностей. Для диагноза неисправностей снятую индикаторную диаграмму сопоставдяют с эталонной и выявляют отклонения от нормы. Примеры искаженных диаграмм представлены на рис. 9.2, б.

1 вместе с жидкостью по линии а сжимается воздух. Подача насоса уменьшается в пропорции к отношению длин l1 и l, так как на отрезке с происходит сжатие воздуха;

2в рабочей камере вследствие неправильной конструкции образуется газовый мешок. Всасывающий клапан открывается после того, как газ в мешке расширится по линии б, вследствие чего также снижается подача насоса;

3 — запаздывание с посадкой всасывающего клапана, пропускающего жидкость на отрезке l, в результате чего задерживается возрастание давления в рабочей камере;

4 при запаздывании с закрытием нагнетательного клапана задерживаются спад давления в цилиндре и открытие всасывающего клапана;

5,6неплотность клапанов. Перетекание жидкости особенно заметно около мертвых точек на участках d диаграмм;

7 — насос работает без пневмокомпенсаторов или при их неэффективном действии (вследствие удаленности от рабочей камеры, недостаточного объема газа в компенсаторе);

8 — жидкость неравномерно подходит к насосу при давлении выше атмосферного.

Площадь индикаторной диаграммы пропорциональна работе поршня, совершенной за один двойной ход. Действительно, при ходе вправо (см. рис. 9.2, а) на поршень действует переменное давление р1.Текущая сила, действующая на поршень, составляет p1F, среднее ее значение за ход p1,cpF,а работа A1 = p1,cpFS. Она считается отрицательной, так как передается поршню. При ходе влево A2 = p2,cpFS, причем работа A2, совершаемая против действия силы давления, — положительная.

Алгебраическая сумма названных работ — индикаторная работа:

Aинд = А1 + A2 = (р2, ср – pl, ср) FS.

Разность средних давлений — среднее индикаторное давление

pинд = fинд/xиндаинд,

где fинд, xинд — площадь и длина индикаторной диаграммы; аинд — вертикальный масштаб. Заметим, что для вычисления pинд горизонтальный масштаб чертежа не требуется.

Таким образом, индикаторная работа за двойной ход поршня Aинд = pинд FS, а индикаторная мощность, затрачиваемая в ра­бочей камере,

Nинд= Aиндn= pинд FSn

где п частота ходов поршня (в секунду).

Общая индикаторная мощность многокамерного насоса вычисляется суммированием индикаторных мощностей во всех рабочих камерах. Представим ее в следующем виде: S Nинд=lиндrQиaн, где lинд — удельная индикаторная работа; rQиaн — массовый расход жидкости (вместе с утечками); aн — коэффициент наполнения насоса.

Индикаторный к. п. д.

,

где Nп, P, Qполезная мощность, давление и подача насоса; hо — объемный к. п. д. Гидравлическим к. п. д. (hг = Р/1индr = lп/lинд) учитываются гидравлические потери на участке между вакуумметром и манометром, главным образом в клапанах насоса. Как видно, коэффициент наполнения не влияет на к. п. д. насоса.

Приведем такой пример. Во время испытания трехплунжерного насоса при давлении рк= 30—50 МПа вследствие расширения жидкости, остающейся в мертвом пространстве, объем которого в 26 раз больше рабочего объема, коэффициент подачи составлял всего а = 0,5, но к. п. д оставался высоким (h = 0,86).

Мощность насоса больше индикаторной за счет мощности механического трения в насосе (N = Nинд + Nм).Источники потерь: в гидравлической части — уплотнения поршня, плунжера и штока, в приводной части — крейцкопф, зубчатая передача и опоры качения валов.

Механический к. п. д. hм=Nинд/N и зависит от нагрузки. С уменьшением давления насоса hмпадает, что объясняется увеличением доли механических потерь, которые снижаются менее интенсивно, нежели индикаторная мощность.

К п. д. насоса

.

При полной (расчетной) нагрузке величина hзависит от конструкции, состояния, качества изготовления и размеров насоса. В среднем для вальных насосов h = 0,75.

Характеристика насоса. При построении графической характеристики любого объемного насоса за аргумент принимают не подачу, как в случае динамических насосов, а давление насоса (рис. 9.3). Зависимость Р — Qпредставляется слегка падающей линией. Снижение подачи объясняется увеличением объема жидкости, перетекающей через неплотности насосных камер с ростом перепада давления.

 

Мощность насоса при этом возрастает, а к. п. д. близок к постоянному в широком диапазоне изменения давления. Он заметно снижается лишь при чрезмерно низких или высоких значениях p. В первом случае — в результате того, что полезная мощность становится слишком малой, а с приближением к режиму холостого хода любой механизм работает менее экономично. Во втором случае — вследствие увеличения объема перетекающей жидкости.








Дата добавления: 2015-01-21; просмотров: 787;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.