Подача насоса и ее неравномерность.

Под подачей ОБН понимается количество жидкости, перекачиваемое им в единицу времени. Различают объемную и массовую подачи, которые между собой связаны зависимость: .

Подача ПН с кривошипно-шатунным механизмом определяется по формуле:

(41)

где F – площадь поршня; S – ход поршня; n – частота вращения вала; K – кратность действия; h­₀ – объемный КПД.

Для ПН одностороннего действия подача определяется:

(42)

где D – внутренний диаметр цилиндра; S – ход поршня; n – число двойных ходов поршня в минуту; h­₀ – объемный КПД.

Для ПН двойного действия:

(43)

Отличительной особенностью работы ПН с приводом от кривошипно-шатунного механизма –неравномерность их подачи по ходу поршня.

(44)

где – мгновенная скорость поршня, зависящая от радиуса кривошипа R, угловой скорости вращения кривошипа w и угла поворота кривошипа a.

Мгновенную скорость поршня выразим как . Величина . После подстановки этого выражения получим:

(45)

Отношение наибольшей мгновенной подачи q_max к ее среднему значению q_ср (аналогично скоростям движения поршня) принято называть степенью неравномерности подачи

Для ПН простого действия d_н =3,14. Наименьшее значение d_н имеют прямодействующие ПН. Значения d_н в зависимости от кратности действия (количество цилиндров и поршней) приведены в табл. 1.

Наиболее удачными с точки зрения равномерности подачи жидкости являются ПН с нечетной кратностью, ПН двойного действия: d_н = 1,57.

В целях снижения неравномерности подачи и обеспечения более плавного и равномерного течения жидкости во всасывающих и нагнетательных трубопроводах используются ВК.

Таблица 1

Значения неравномерности подачи в зависимости от кратности действия ПН.

Кратность действия Пятикратные 1,016 Шестикратные 1,047 Семикратные 51,4 1,008 Восьмикратные 1,026 Девятикратные 1,005 Десятикратные 1,016

Подача роторного насоса определяется по формуле:

(46)

где h­₀ – коэффициент подачи;V_p – объем рабочей камеры; n – число оборотов ротора в минуту.

Подача шестеренчатого насоса:

(47)

где d_н – диаметр начальной окружности; b – ширина шестерни.

Подача винтового насоса:

(48)

где d – диаметр червяка; n – частота вращения червяка.

Подача радиально-поршневого насоса:

(49)

где f_м – площадь межлопастного пространства; l – длина пластины; z – количество пластин; n – частота вращения ротора.

Мощность и КПД. Мощность ОБН складывается из двух составляющих: гидравлической и механической. Первая необходима для перекачивания жидкости. При этом следует обращать внимание на то, что часть жидкости при работе насоса не поступает в нагнетательный трубопровод, а возвращается обратно. Относительно второй составляющей существуют разные мнения. Согласно работе механические потери в РН ничтожны, так как роторы при работе не соприкасаются ни между собой, ни с корпусом насоса. В работе указывается на то, что в РН основное значение имеют объемные потери и потери, обусловленные механическим трением.

Мощность, потребляемая насосом от приводного двигателя, выражается формулой:

(50)

где Q – расход среды; r – плотность среды; H – напор жидкости создаваемый насосом.

Применительно к конкретным типам ОБН могут быть использованы следующие формулы:

(51)

Индикаторная мощность ПН определяется по формуле:

(52)

где H_i – индикаторный (внутренний) напор.

Потребляемая ПН мощность:

(53)

где h_г – гидравлический КПД; h₀ – объемный КПД; h_м – механический КПД.

Существует зависимость: с увеличением вязкости возрастает интенсивность трения в тонком слое жидкости, разделяющем движущиеся поверхности, и увеличиваются механические потери; с уменьшением вязкости (при повышении температуры жидкости) эти потери снижаются и может наступить момент опасного выдавливания жидкости и возникновения сухого или полусухого трения и как следствие – интенсификация износа. Поэтому для РН существует максимальная температура жидкости, превышение которой во время их работы недопустимо.

Потребляемая мощность ВН:

(54)

где – давление нагнетания; – давление всасывания.

Мощность для роторно-зубчатого насоса:

(55)

где e – коэффициент, зависящий от вязкости жидкости.