Методические указания. Возвратно-поступательное движение поршня осуществляется при помощи кривошипно-шатунного механизма

Возвратно-поступательное движение поршня осуществляется при помощи кривошипно-шатунного механизма. Скорость поршня и подача насоса при этом получаются неравномерными: ход нагнетания чередуется с ходом всасывания, причем скорость поршня по длине его пути непрерывно меняется. Работу поршневого насоса можно весьма наглядно проследить по индикаторной диаграмме, т.е. по графическому изображению изменения давления в цилиндре насоса перед поршнем. Из этой диаграммы можно выяснить влияние воздушных колпаков на процессы всасывания и нагнетания, а также зависимость мгновенного максимума давления и минимума давления, обусловливающих в первом случае прочность насоса, во втором – возможность появления кавитации, от числа ходов в минуту. По индикаторной диаграмме можно судить об исправной работе всасывающего и нагнетательного клапанов насоса и выявить различные неисправности его работы.

Геометрическая высота всасывания h_в (рис.5) всегда должна быть меньше высоты атмосферного давления – . При определении h_в необходимо учитывать не только давление насыщенных паров р_п перекачиваемой жидкости, гидравлические сопротивления всасывающего трубопровода h_п.в, но и потери напора h_ин на преодоление сил инерции:

. (26)

Гидравлические потери во всасывающем трубопроводе (на трение по длине и местные) определяются ранее указанными способами. Инерционный напор h_ин появляется вследствие неустановившегося движения жидкости во всасывающем трубопроводе, вызываемого неравномерным движением поршня в цилиндре поршневого насоса. Потери напора на преодоление сил инерции определяют по формуле

, (27)

где g – ускорение силы тяжести; а – ускорение поршня, зависящее от его положения в цилиндре, т. е. от угла j поворота кривошипа.

Ускорение поршня определяют по формуле

, (28)

где w – угловая скорость кривошипа.

Если в формулу (26) подставить максимальное значение инерционного напора h_ин, то и h_п.в отбрасываются, так как скорость течения жидкости в этом случае во всасывающем трубопроводе равна нулю. Во всасывающем трубопроводе центробежного насоса жидкость течет при установившемся движении и силы инерции в ней не проявляются.