Izuchenie_shesteryonnogo_nasosa (563015)
Текст из файла
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ им. Н. Э. БАУМАНАИспытания шестеренного насосаМетодические указанияЦель работы1. Экспериментально определить рабочую характеристику объемного(шестеренного) насоса, т.е. совокупность зависимостей расхода, потребляемоймощности и К.П.Д. от создаваемого давления при постоянной частоте вращениявала и вязкости рабочей жидкости.2.Определитькоэффициентыпотерьвсоответствиисмоделью,предложенной В.В.
Мишке.ВведениеОдним из основных и наиболее достоверных методов определения рабочейхарактеристики гидромашины является экспериментальный метод. Однако, во времяопыта из-за технических возможностей экспериментальной установки не всегдаудается выдержать требуемые условия (постоянную частоту вращения, вязкостьрабочей жидкости).
Поэтому существует определённая нетривиальность обработкиполученных при испытаниях результатов, т.к. их необходимо привести ктребуемым условиям. Полезной в обработке экспериментальных данных можетоказаться теория подобия, предлагаемая к использованию в данных методическихуказаниях.Теоретическая частьПодача насоса меньше идеальной и . Это объясняется следующим:1. Утечками, которые образуются под давлением, создаваемым насосом, поторцевым и радиальным зазорам между шестернями и корпусом из полости высокогодавления в полость всасывания.2.
Сжатием жидкости при переходе ее в зону высокого давления .3. Неполным заполнением жидкостью межзубового пространства при недостаточном давлении на входе (особенно при большой частоте вращения насосаn > 2000 об/мин. или при большой вязкости рабочей жидкости >30 сСт) свыделением газа и последующим его сжатием.Вторая причина имеет существенное значение при перепаде давлений междувыходом и входом в насос более 10 МПа, т.к.
объёмный модуль упругости рабочихжидкостей порядка 1000 МПа. В теории В.В. Мишке первая причина считаетсяопределяющей.Таким образом, расход утечек у = и − зависит от нескольких факторов,в частности, от давления, создаваемого насосом, и частоты вращенияу − у ( ; ); − П ∗ /30, a и = 0 ∗ 2Известно, что при ламинарном течении жидкости по щелиу ~гдеℎ 3 ∗h - толщина щели, величина зазора,р - давление,μ - динамическая вязкость.2Пользуясьпонятиемхарактерноголинейногоразмера3 = √20можносчитать, что ℎ = п ∗ , п = и при условии соблюдения геометрическогоподобия для данного конструктивного исполнения ОГМ можно ввестиу = у ∗Где020 ∗2 - характерный рабочий объём ГМ,у - постоянный безразмерный коэффициент утечек.Момент, действующий на валу, определяется суммой идеального момента имомента от сил трения = и + тПоследний, в свою очередь, можно представить суммой моментов от силсухого и вязкого треният = + вРассуждая аналогично предыдущему, запишем:с = ∗ 20 ∗ ; в = в ∗ 20 ∗ ∗ где - постоянный безразмерный коэффициент сил сухого трения,в - постоянный безразмерный коэффициент сил вязкого трения.Учитывая, чтои =то, К.П.Д.
для насоса02∗=∗∗=;1+ +в ∗1−у ∗Согласно общей теории роторных гидромашин, разработанной В.В.Мишке,обозначим = , называемым критерием подобия режимов работы роторных ГМОкончательно запишем:=1 − у ∗ 1 + + вЭкспериментальная установкаЭкспериментальная установка (рис.1) состоит из приводного асинхронногодвигателя [1], исследуемого шестеренного насоса [2] нагружающего дросселя[З], контрольно-измерительной аппаратуры и вспомогательных гидравлическихэлементов.3Схема установки1 - электродвигатель2 - насос шестеренный3 - нагрузочный дроссель4 - манометр5 - мановакууметр6 - турбинный датчик расхода7 - термометр8 - датчик частоты вращения9 - индикатор частоты вращения10 - цифровой указатель расхода11 - предохранительный клапан12 - теплообменник13 - фильтр14 - обратный клапан15 – бак с рабочей жидкостью16 - аккумулятор4Для измерения момента на валу выполнено следующее. Статор приводногодвигателя крепится к станине через подшипники, ось вращения которых совпадаетс осью вала.
Поэтому статор имеет возможность поворачиваться на некоторыйугол. К статору двигателя прикреплен груз. Положение равновесия будетхарактеризоваться равенством моментов от действия силы тяжести этого груза имомента на статоре, равного действующему на валу. Таким образом, угловоеотклонение статора двигателя от нейтрального положения и момент на валу будутоднозначно связаны.Нагружающий дроссель представляет собой игольчатый вентиль, соединяющийлинию нагнетания со сливом.В состав контрольно-измерительной аппаратуры и приборов входятобразцовый манометр пружинного типа с дросселем [4], мановакууметр пружинноготипа [5], турбинный датчик расхода ТДР-7 [6] с комплектом вторичнойаппаратуры (преобразователем и цифровым указателем расхода [10] ), термометр[7],датчикчастотывращения[8]синдикаторомчастотывращенияотградуированным в процентах [9] (100 соответствуют 2500 об/ мин.) Элементыгидропривода представлены обратным клапаном [14], который препятствуетопорожнению системы при неработающей установке, предохранительным клапаном[11], который защищает гидросистему от перегрузки по давлению, фильтром [13],которыйзадерживаетпродуктыизносаипрочиетвердыевключения,теплообменником [12], который позволяет поддерживать заданную температурурабочей жидкости, а также баком с рабочей жидкостью [15] (масло АМГ-10),трубопроводной арматурой и аккумулятором [16].Порядок проведения эксперимента1.
Установить нагружающий дроссель в положение максимального открытия.2. Включить установку.3. C помощью нагружающего дросселя установить в линии нагнетаниядавление, указанное преподавателем.4. Выдержать стенд на этом режиме до тех пор, пока жидкость вгидросистеме не прогреется до рабочей температуры (около 40℃). Вдальнейшем температуру поддерживать постоянной изменением количестваподводимой охлаждающей воды к теплообменнику.5. Изменяя открытие нагружающего дросселя установить максимальноеэкспериментальное давление - 40 атмосфер.6.
Занести в протокол (см. приложения) показания:- индикатора частоты вращения- цифрового указателя расхода- манометра- мановакууметра- термометра- момента, действующего на валу насоса.7. Уменьшить давление на 1/8 от максимального (5 ат).8. Выполнять указания пунктов б и 7 до полного открытия нагружающегодросселя.9. Выключить стенд.5Порядок обработки результатов экспериментаОбработку результатов испытаний целесообразно вести в международнойсистеме единиц измерения СИ в следующей последовательности:По показаниям манометра и мановакуумметра определить давление,создаваемое насосом = м − в . Показание индикатора частоты вращенияперевести в значение угловой скорости =30Величину идеального момента определить каки =0∗ ,2 где 0 - рабочий объем шестерённого насоса20 = 2 ∗ (2 − − = 12 мм = 17,5 мм = 15 мм = 7,4 мм2⁄12)- ширина зуба,- радиус шестерни,- радиус начальной окружности,- основной шаг.Момент от сил трения определить как т = − иПостроить график зависимости момента трения от давления.
Продолжитьэтот график до пересечения с осью ординат. Величина ординаты точкипересечения будет соответствовать моменту сил вязкого трения в , т.к. придавлении = 0 момент от сил сухого трения отсутствует. Частоту вращениянасоса следует принять равной ординате точке пересечения графика зависимостичастоты вращения от давления с осью ординат, и обозначим ее 0 . Учитывая чтов = в ∗0∗ ∗ 02определить постоянный безразмерный коэффициент сил вязкого тренияв =в ∗ 20 ∗ ∗ 0Динамическую вязкость жидкости при температуре, зафиксированной термометром,можно определить по имеющейся в приложении зависимости или опытным путем спомощью вискозиметра Энглера.Выделить из момента трения величину момента от сил сухого трения спомощью формулы: с = т − в ,гдев = в ∗02∗ ∗ Построить график зависимости момента сил сухого трения от давления,апроксимировать его прямой линией, проходящей под некоторым углом к осиабсцисс через начало координат.Тангенс угла наклона этого графика определяет с учетом масштабов поосям координат значение коэффициента сухого трения:с ∗ 2 1с =∗06Для определения коэффициента утечек следует построить график подачинасоса в зависимости от давления, аппроксимировав его прямой.
При нанесенииэкспериментальныхточекнаполеграфикаследуетпривестивсеэкспериментальные точки к одной частоте вращения 0 по зависимости′ = и′ − у , гдеи′ = 20 ∗ 0 ;ау = и − и = 20 ∗ иПо предлагаемой модели у не зависит от частоты вращения, коэффициентутечек определить по тангенсу угла наклона графика подачи насоса с учётоммасштабов по осям координат:у =20∗у ∗;Подсчитать значения момента вязкого трения, моментов трения, моментовна валу насоса приведённых к частоте вращения насоса = 0 по зависимостям:в′ = в ∗0∗ ∗ 02′т= в′ + с ;Приведённую мощность определить как: п = ∗ ′Мощность насоса: ′ = ′ ∗ 0Тогда экспериментальный коэффициент полезного действияэ = ∗ ′⁄′ ∗ ;0А теоретический (расчётный) коэффициент полезного действият =1−у ∗;1+с + в⁄где = ∗0Нанести полученные результаты ′ ( ); э ( ) на поле графика ′ ( ) исоединить экспериментальные точки плавной линией.
Получится рабочаяхарактеристикашестеренногонасосапри = 0 .Нанестинарабочуюхарактеристику насоса зависимость т (). Визуально оценить несоответствие э ит . Сделать вывод о справедливости изложенной теории подобия роторныхгидромашин.Содержание отчета по лабораторной работеОтчет по лабораторной работе содержит:схему стендапротокол испытаний шестеренного насосарезультаты обработки опытных данныхграфики зависимостей т (); с (); у ();графики зависимостей (); (); э () и т (), приведенныхчастоте 0зависимость μ от p в диапазоне температур от 20 до 50℃.7к.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
