Меню

Индикаторная мощность поршневого насоса



Индикаторная диаграмма поршневого насоса

Индикаторная диаграмма поршневого насоса – графическая зависимость изменения давления от времени или перемещения рабочего органа в замкнутом объеме, который попеременно соединяется со входом и выходом насоса.

Индикаторную диаграмму получают с помощью индикатора давления, который представляет собой небольших размеров цилиндр с поршнем, нагруженный пружиной. Пространство под поршнем соединено с помощью трехходового крана с рабочей камерой насоса. В одном из положений кран соединяет подпоршневое пространство с атмосферой. Шток поршня через важільний механизм приводит в движение карандаш, который чертит индикаторную диаграмму.

Идеальная индикаторная диаграмма совершенного поршневого насоса (при отсутствии утечек жидкости и запаздывания открытия и закрытия клапанов) имеет вид прямоугольника (рис. 4.21).

Рис. 4.21. Идеальная индикаторная диаграмма поршневого насоса

Процесс всасывания жидкости в рабочую камеру отвечает прямой ab, процесс нагнетания – прямой cd.

При условии отсутствия утечек и практической несжимаемости жидкости линии повышения bc и снижения da давления в цилиндре располагаются вертикально.

Действительная индикаторная диаграмма поршневого насоса также близка к форме прямоугольника, но с небольшим наклоном линий изменения давления в цилиндре bc и da и наличием волнообразных участков (рис. 4.22).

Наклон линий bc и da обусловлен постепенным, а не мгновенным закрытием клапанов, а, следовательно, постепенным увеличением или соответственно уменьшениям давления в цилиндре. То есть на процессы повышения и понижения давления в цилиндре тратится некоторое время, что на диаграмме отвечает отрезкам времени t1 и t2.

При изменении направления движения поршня в цилиндре происходит закрывание одного и открывание другого клапанов. Сопротивление отрыва клапанов от седел достаточно значительное. Поэтому давление в точке с, что отвечает моменту отрыва нагнетательного клапана, превышает значение давления другой части линии нагнетания. По той же причине давление в точке а, которая отвечает моменту отрыва всасывающего клапана, меньше давления линии всасывания. Волны, которые указывают на наличие затухающих колебаний, возникают от колебательного движения клапанов.

Рис. 4.22. Действительная индикаторная диаграмма поршневого насоса

Площадь индикаторной диаграммы выражает работу, которая выполняется поршнем за один оборот вала. Разделив площадь индикаторной диаграммы на ход поршня, получим среднее индикаторное давление

Читайте также:  Мощность сварочного аппарата для пластиковых труб

где и – соответственно среднее по индикаторной диаграмме значение разрежения (вакуума) в цилиндре насоса и давление нагнетания.

Индикаторная мощность насоса определяется выражением

Анализ действительных индикаторных диаграмм позволяет выявлять неполадки в работе поршневого насоса, такие как попадание в рабочую камеру значительного количества воздуха и его задержка в ней, позднее закрытие всасывающего и нагнетательного клапанов, негерметичное закрытие клапанов и др. [39].

Дата добавления: 2016-04-14 ; просмотров: 4299 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Мощность и КПД поршневого насоса. Мощность, потребляемая насосом NДВ, расходуется на полезную мощность Nn и потери мощности на утечки через неплотности ∆NY

Мощность, потребляемая насосом NДВ, расходуется на полезную мощность Nn и потери мощности на утечки через неплотности ∆NY, на гидравлические сопротивления в клапанах, каналах насоса и участках трубопроводов до мест установки приборов давления ∆NГ, на механическое трение ∆Nмех уплотнениях, опорах, кривошипно-шатунном механизме, редукторе и др. (см.рисунок 6.25).

Полезная мощность равна

где Q, р, Н — подача, давление, напор, замеряемые соответственно расходомером, манометром М на нагнетании и мановакуумметром МВ на всасывании насоса с учетом их установки, а именно:

где р — давление окружающей среды;

(zH -zB) – расстояние между центрами тяжести установки приборов давления.

Если воспользоваться индикаторной диаграммой изменения давления в цилиндре, полученной расчетным или опытным путем (рисунок 6.23 или 6.27), то, определив среднее индикаторное давление, можно найти работу, совершаемую поршнем:

Тогда индикаторная мощность насоса определится

где F,S,n — площадь, длина хода и число двойных ходов поршня в секунду.

Так как идеальная подача однопоршневого насоса одностороннего действия

QТ= FSn, то индикаторная мощность такого насоса составит

Для насосов, имеющих много рабочих камер, индикаторная мощность определяется для каждой камеры отдельно и суммируется.

Важным показателем работы насоса является его КПД, который характеризует насос с точки зрения его конструкции, состояния, качества изготовления деталей и условий эксплуатации. Это есть отношение полезной мощности и потребляемой:

Если сравнить мощность полезную с индикаторной, то получим индикаторный КПД, дающий оценку эффективности работы гидравлической части насоса:

Читайте также:  Фрезерный станок потребляемая мощность квт

Известно, что потери мощности на утечки можно оценить объемным коэффициентом (коэффициентом подачи):

а потери мощности на гидравлические сопротивления — гидравлическим КПД:

поэтому индикаторный КПД равен

Сравнение индикаторной мощности с потребляемом позволяет оценить влияние механических потерь мощности, т.е. определить механический КПД

Таким образом, КПД насоса — это произведение индикаторного КПД на механический:

КПД поршневых насосов обычно составляет 0,6-0,85, нижний предел относится к малым насосам, более высокие КПД имеют насосы больших размеров.

При выборе двигателя для приводных насосов учитываются потери мощности в передаче между двигателем и насосом, в самом двигателе, а также возможные перегрузки при отклонениях режима работы насоса от расчетного (коэффициент запаса выбирается для малых насосов 1.2 ÷1.5, а для больших —1.1 ÷1.5).

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Поршневой насос

По виду приводного механизма различают два вида поршневых насосов:

  • кривошипные
  • кулачковые

Принцип работы поршневого насоса

Устройство кривошипного поршневого насоса показано на рисунке.

Устройство поршневого насоса

Конструкция кривошипного насоса позволяет отделить приводную часть от качающей, и реализовать самостоятельную систему смазки приводных механизмов. Это позволяет использовать кривошипные поршневые насосы для перекачивания загрязненных и агрессивных жидкостей. В корпусе насоса 7 установлен поршень 3, который приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом 8. При перемещении поршня изменяется объем рабочей камеры.

При увеличении объема давление в рабочей камере снижается, в результате действия атмосферного давления открывается всасывающий клапан 4, жидкость через всасывающий патрубок 5 поступает в полость насоса. При уменьшении объема давление в рабочей камере возрастает, под действием этого давления всасывающий клапан зарывается, а напорный 2 — открывается, жидкость вытесняется из рабочей камеры в напорную линию насоса 1.

Поршневой двойного действия

Поршневой насос двойного действия

Всасывание жидкости из источника 7 осуществляется при движении поршня 3 влево (по рисунку). При перемещении поршня вправо, всасывающий клапан 6 закрывается, напорный 2 открывается, часть жидкость поступает к потребителю — в бак 1, а часть заполняет штоковую полость 5 насоса. При движении поршня влево, он будет вытеснять жидкость из штоковой полости, поршневая полость 4 при этом будет заполняться жидкостью из всасывающего патрубка.

Читайте также:  Измерение мощности rs 485

Получается, что насос за один оборот приводного вала делает два цикла всасывания — нагнетания, поэтому его называют насосом двойного действия или насосом с дифференциальным поршнем.

Площадь штока можно подобрать таким образом, что подача, при прямом и обратном ходе поршня будет одинаковой.

Конструкция с дифференциальным поршнем позволяет снизить пульсации при работе поршневого насоса.

Кулачковый поршневой насос

Схема кулачкового поршневого насоса представлена на следующем рисунке.

Схема поршневого кулачкового насоса

Поршень 3 под действием усилия пружины 2 прижимается к кулачку 5 через башмак 4. Кулачок представляет собой вращающийся эксцентрик, закрепленный на приводном валу 6. При вращении вала за счет эксцентриситета кулачка поршень будет совершать возвратно-поступательное движение в гильзе 1, изменяя объем рабочей камеры.

Кулачковый приводной механизм позволяет компактно разместить несколько качающих блоков около одного приводного механизма. Из-за наличия большего числа пар трения, кулачковые насосы целесообразно применять для работы с жидкостями, обладающими хорошими смазывающими способностями.

По принципу кулачкового насоса работают и некоторые роторно-поршневые машины, например радиально-поршневые насосы.

Расчет подачи поршневого насоса

Подача поршневого насоса определяется количеством объемом жидкости за один оборот приводного вала, и частотой вращения этого вала.

  • V — объем вытесняемой жидкости;
  • S — площадь поршня;
  • h — ход поршня;
  • n — частота вращения.

Индикаторная диаграмма поршневого насоса

Индикаторная диаграмма поршневого насоса

На рисунке слева показана индикаторная диаграмма совершенного поршневого насоса, в котором отсутствуют утечки, обратные клапаны срабатывают мгновенно.

При всасывающем ходе поршня (линия cd) давление в камере ниже атмосферного, поэтому жидкость будет следовать за поршнем, поднимаясь по всасывающему патрубку.

При при нагнетании (линия ab) давление в камере выше атмосферного, поршень вытесняет жидкость из рабочей камеры насоса, преодолевая сопротивление жидкости в напорной линии.

Площадь индикаторной диаграммы отражает работу, которую поршень сообщает жидкости за один оборот.

Индикаторная диаграмма с учетом, времени запаздывания срабатывания клапанов показана на рисунке справа.

Наклон участков (ac и db) объясняется тем, что изменение давления в рабочей камеры происходит не мгновенно, а за некоторый промежуток времени t1. Колебания на начальных этапах всасывания и нагнетания вызваны открытием и закрытием клапанов и инерцией жидкости.

Источник