Графики подачи поршневых насосов

Насос одинарного действия.В правильно работающем насосе жидкость непрерывно следует за поршнем. Объем жидкости, подава­емой в каждый данный момент Q , равен мгновенной скорости пор­шня, умноженной на его площадь. Последняя - величина постоян­ная, следовательно, подача жидкости насосом изменяется так же, как изменяется скорость поршня.

Зная закон изменения скорости движения поршня с кривошип­ным приводом, получим выражение для определения мгновенного объема подаваемой жидкости:

Q_мг = F*u = Fr*ω*sinα

Так как правая часть полученного выражения отличается от ско­рости и только постоянным множителем F, то изменение подачи на­соса в течение хода поршня может быть графически изображено так­же синусоидой (рис. 1.3. а), причем ординаты ее будут изображать мгновенные подачи жидкости.

Насос двойного действия.За один оборот кривошипа насоса жид­кость вытесняется в напорный трубопровод дважды. Если не учиты­вать объема штока в одной из полостей насоса, то график подачи жид­кости будет образован двумя положительными частями двух синусо­ид (рис. 1.3. б).

Двухцилиндровый насос двойного действия.Кривошипы двух­цилиндровых насосов двойного действия смещены на 90° по отноше­нию друг к другу. График подачи насосом жидкости будет образован четырьмя синусоидами (рис. 1.3. в). Характерно, что нулевых значе­ний подачи насоса за полный оборот вала насоса при этом нет, т.е. жидкость поступает в нагнетательный трубопровод непрерывно.

Трехцилиндровый насос одинарного действия.Кривошипы на­соса расположены под углом 120° один по отношению к другому, по­этому суммарная подача всех трех цилиндров будет характеризоваться графиком, полученным в результате сложения трех синусоид, сдви­нутых на 120° по отношению друг к другу.

Рис. 1.3. Подача жидкости поршневыми насосами

Важнейший показатель, характеризующий насос объемного дей­ствия, - степень неравномерности его подачи, отражающая отноше­ние максимальной подачи к средней за один оборот кривошипа. Сте­пень неравномерности m может быть определена как отношение мак­симальной ординаты графика Q_max высоте прямоугольника, равно­великого по площади к этим графикам (см. рис. 1.3).

Для одноцилиндрового насоса одинарного действия:

т.е. максимальная подача превышает среднюю в 3,14 раза.

Неравномерная подача жидкости приводит к пульсации ее потока во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, увеличивая нагрузку на привод насоса.

Неравномерность подачи насосов двойного действия и с большим числом цилиндров определяется аналогичным образом. Коэффициент неравномерности подачи жидкости для некоторых насосов имеет следующие значения:

- одноцилиндровый насос одинарного действия - 3,14;

- одноцилиндровый насос двойного действия - 1,57;

- двухцилиндровый насос двойного действия - 1,1;

- трехцилиндровый насос одинарного действия - 1,047;

- пятицилиндровый насос одинарного действия - 1,021.

Поршневые насосы с нечетным количеством цилиндров более совершенны, так как обеспечивают более равномерную подачу жидкости. Увеличение числа цилиндров больше трех нерационально, поскольку достигаемый эффект незначителен, а конструкция насоса резко усложняется.