<<
>>

§ 7.4. ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА. ИНДИКАТОРНЫЕ МОЩНОСТИ И К. П. Д. ХАРАТЕРИСТИКА НАСОСА

Изменение давления в рабочей камере насоса изображается индикаторной диаграммой (§ 6.1, рис.6.1, 6.2, 7.2, а, б).

Рис.

7.2. Индикаторные диаграммы

поршневого насоса

В координатах s, pсхематически она имеет вид прямоугольника 1 - 2 - 3 - 4.

При движении поршня вправо (рис. 7.2, а) давление в камере p1ниже атмосферного pa,что объясняется гидравлическими потерями во всасывающем тракте, а также возможным расположением насоса над уровнем жидкости во всасывающем резервуаре. В точке 1поршень изменяет направление движения на обратное, всасывающий клапан автоматически закрывается, и в камере резко увеличивается давление до p2,превышающего давление в начале нагнетательной линии pk(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 3 - 4, нагнетательный клапан K2закрывается, и открывается всасывающий клапан K1.

Действительная диаграмма отличается от схематической наклоном линий подъёма 1 - 2и спада давления 3 - 4,что обусловлено сжимаемостью перекачиваемой жидкости и упругой деформацией стенок рабочей камеры. На форму линий 2 - 3и 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 сопоставляют с эталонной и выявляют отклонения от нормы.

Примеры искажённых диаграмм представлены на рис. 7.2, б.

1 - вместе с жидкостью по линии а сжимается газ (например, воздух в случае всасывания из открытого резервуара). Подача насоса уменьшается в пропорции к отношению длин I1и l, так как на отрезке cпроисходит сжатие воздуха;

2 - в рабочей камере вследствие неправильной конструкции образуется газовый мешок. Всасывающий клапан открывается после того, как газ в мешке расширится по линии b,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, 6- неплотность клапанов (перетекание жидкости особенно заметно около мёртвых точек на участках dдиаграмм);

7 - насос работает без пневмокомпенсаторов или при их неэффективном действии (вследствие удалённости от рабочей камеры, недостаточного объёма газа в компенсаторе);

8 - жидкость неравномерно подходит к насосу при давлении выше атмосферного. Площадь индикаторной диаграммы пропорциональна работе поршня,

совершённой за один двойной ход. Действительно, при ходе вправо (см. рис. 7.2, а) на поршень действует переменное давление p1.Текущая сила, действующая на поршень, составляет p1F,среднее её значение за ход p1,cpF,а работа A1_ p1cpFS.

Она считается отрицательной, так как передаётся поршню. При ходе влево

A2_ p2 cpFS, причём работа A2, совершаемая против действия силы давления, - положительная.

Алгебраическая сумма названных работ - индикаторная работа:

Разность средних давлений - среднее индикаторное давление

площадь и длина индикаторной диаграммы; аИнд - вертикальный масштаб.

Заметим, что для вычисления рИНд горизонтальный масштаб чертежа не требуется.

Таким образом, индикаторная работа за двойной ход поршня АИНд = рИНдFS, а индикаторная мощность, затрачиваемая в рабочей камере,

где n- частота ходов поршня (в секунду).

Общая индикаторная мощность многокамерного насоса вычисляется суммированием индикаторных мощностей во всех рабочих камерах. Представим её в следующем виде:- удельная индикаторная работа;

pQHaH- массовый расход жидкости (вместе с утечками); аН - коэффициент наполнения насоса.

Индикаторный КПД

где Nπ ,p,Q- полезная мощность, давление и подача насоса; η0- объёмный КПД Гидравлическимучитываются гидравлические потери

на участке между вакуумметром и манометром, главным образом в клапанах нас Как видно, коэффициент наполнения не влияет на КПД насоса.

Приведём такой пример. Во время испытания трёхплунжерного насоса при давлении pk= 30 - 50МПа вследствие расширения жидкости, остающейся в мёртвом пространстве, объём которого в 26 раз больше рабочего объёма, коэффициент подачи составлял всего a = 0,5, но КПД оставался высоким (η = 0,86).

Мощность насоса больше индикаторной за счёт мощности механического трения в насосе (N = Nh^ + Nm). Источники потерь: в гидравлической части - уплотнения поршня, плунжера и штока, в приводной части - крейцкопф, зубчатая передача и опоры качения валов.

Механический КПД ηΜ= Nh^ / Nи зависит от нагрузки. С уменьшением давления насоса ηΜпадает, что объясняется увеличением доли механических

потерь, которые снижаются

менее интенсивно, нежели индикаторная мощность.

КПД насоса

N

ИНД

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

Х а р а к т е р и с т и к а н а с о с а. При построении графической характеристики любого объёмного насоса за аргумент принимают не подачу, как в случае динамических насосов, а давление насоса (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Характеристика объёмного насоса

Зависимость p - Qпредставляется слегка падающей линией. Снижение подачобъясняется увеличением объёма жидкости, перетекающей через неплотности насосных камер с ростом перепада давления.

Мощность насоса при этом возрастает, а КПД 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 объёма перетекающей жидкости.

<< | >>
Источник: В. М. КАСЬЯНОВ, С. В. КРИВЕНКОВ, А. И. ХОДЫРЕВ, А. Г. ЧЕРНОБЫЛЬСКИЙ. ГИДРОМАШИНЫ И КОМПРЕССОРЫ. Конспект лекций для студентов ВУЗов.

Еще по теме § 7.4. ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА. ИНДИКАТОРНЫЕ МОЩНОСТИ И К. П. Д. ХАРАТЕРИСТИКА НАСОСА:

  1. § 15.3. МОЩНОСТЬ ОДНОСТУПЕНЧАТОГОКОМПРЕССОРА
  2. § 16.2. МОЩНОСТЬ КОМПРЕССОРА ПРИ СТУПЕНЧАТОМ СЖАТИИ
  3. § 12.3. МОЩНОСТЬ И КПД КОМПРЕССОРА
  4. § 4.6. МОМЕНТ, МОЩНОСТЬ И К. П. Д. ТУРБИНЫ.
  5. § 2.7. МОЩНОСТЬ И КПД
  6. § 2.15. ИСПЫТАНИЯ НАСОСОВ
  7. § 3.6. КОНСТРУКЦИИ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
  8. § 9.3. ВОДОКОЛЬЦЕВЫЕ ВАКУУМНЫЕ НАСОСЫ
  9. § 9.4. СТРУЙНЫЕ НАСОСЫ
  10. § 6.2. УСТРОЙСТВО ПОРШНЕВЫХ НАСОСОВ
  11. § 8.2. РОТОРНО - ВРАЩАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ
  12. § 9.5. ПРИМЕНЕНИЕ НАСОСОВ
  13. § 8.3. РОТОРНО - ПОСТУПАТЕЛЬНЫЕ НАСОСЫ
  14. § 3.3. УПРОЩЁННЫЙ СПОСОБ РАСЧЁТА РАБОЧЕГО КОЛЕСА НАСОСА МАЛОЙ БЫСТРОХОДНОСТИ
  15. § 9.2. ЦЕНТРОБЕЖНО - ВИХРЕВОЙ НАСОС
  16. § 9.1. ВИХРЕВЫЕ НАСОСЫ
  17. § 3.8. ОСОБЫЕ КОНСТРУКЦИИ АГРЕГАТОВ С ЦЕНТРОБЕЖНЫМИ НАСОСАМИ
  18. § 3.2. КОЭФФИЦИЕНТЫ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ