Лекции 2012 (949139), страница 29
Текст из файла (страница 29)
5. Проводится линия Нн параллельная оси абсцисс, при пересечении ее с характеристикой hCFB =f(Q) находится т.В, в которой определяется расход перетечки q через обводную линию и расход в линии СD – Q. Qн = q + Q
14.8. Задачи о работе насоса на сложный (разветвленный)
трубопровод.
Рассматриваются две задачи со схемами: работа насоса на трубопровод с параллельными ветвями и на трубопровод с концевой раздачей.
В первом случае задача решается так же, как и при работе на простой трубопровод, с помощью суммарной характеристики сложного трубопровода, включающей сопротивление его разветвленного участка.
Во втором случае при концевой раздаче рассматривается режим работы центробежного насоса на два напорных резервуара с разными уровнями - гидростатическими напорами жидкости.
В зависимости от соотношений между элементами установки насос может перекачивать жидкость из приемного резервуара А в оба резервуара С и В или может питать вместе с верхним резервуаром В нижний резервуар С.
Решение основано на определении пьезометрического уровня в узле В, при котором выполняется условие баланса расходов в трубах, примыкающих к узлу.
1. Характеристика насоса задана графиком.
2. Величина потерь во всасывающем hAN = hвс трубопроводе и напорном трубопроводе hNВ = hн может быть определена по формулам: ∑hп =kQ2, ∑hп = k*Q.
3. Используя эти формулы можно построить график зависимости напора (пьезометрического уровня) в узле В от подачи насоса, вычитая из ординат напорной характеристики насоса потери напора в трубе АNВ (кривая НВ)
НВ = Нн – hвс- hн.
4. Найдя точку I пересечения линии напора Нв с с характеристикой трубы ВС, построенной от пьезометрического уровня в резервуаре С, определим направление движения в трубе ВD, ведущей в верхний резервуар.
.
Если эта точка I расположена выше уровня в резервуаре В, то насос питает оба резервуара.
5. В этом случае строим зависимость суммарного расхода в трубах ВС и ВD от пьезометрического уровня в узле В, точка ее пересечения с кривой Нв определяет пьезометрический уровень в узле В, расходы в трубах и режим работы насоса (рабочую точку системы).
6. Если точка пересечения линии Нв и ВС' расположена ниже уровня в резервуаре D, последний питает совместно с насосом резервуар С. В этом случае (штриховые линии на рис. 14.12) строят зависимость суммарного расхода в трубах АВ и ВВ от пьезометрического уровня в узле В (путем суммирования кривых Нв и ВВ по расходам); точка пересечения этой кривой с характеристикой трубы ВС’ является рабочей точкой системы.
8. При параллельной или последовательной работе нескольких насосов для определения режима работы системы следует предварительно построить суммарную характеристику насосов, а затем найти рабочую точку системы обычным способом, т.е. пересечением характеристики насосов с характеристикой установки.
Для построения суммарной характеристики насосов при параллельном их соединении необходимо сложить характеристики насосов по абсциссам (подачам), а при последовательном соединении — по ординатам (панорам).
14.9. Работа параллельных насосов и последовательно
соединенных насосов на простой трубопровод.
На рис. 14.14 показана схема параллельной работы центробежных насосов на простой трубопровод и дано графическое решение этой задачи.
14.10. Особенности работы на сеть насосов объемного типа.
Для объемных насосов (поршневых, роторных и др.) подачу Qн можно в первом приближении принимать не зависящей от развиваемого насосом напора Нн и пропорциональной частоте вращения насоса. Подача поршневого насоса, например, определяется по формуле
, (4.15)
где F и S — площадь и ход поршня; n — число двойных ходов поршня в минуту (частота вращения коленчатого вала); z — число рабочих камер (цилиндров) насоса; ηо — коэффициент подачи насоса. В общем виде подача объемных насосов различного типа выражается формулой
где W— рабочий объем насоса (подача его за один оборот вала), зависящий от типа и размеров насоса.
При указанном приближении линии напора Нн = f(Qн) на характеристиках объемных насосов можно показать в виде вертикальных прямых Qн =const, каждая из которых соответствует определенной частоте вращения насоса (рис. 14.16). В действительности подача любого объемного насоса при данной частоте вращения несколько уменьшается с ростом напора насоса.
Определение режима работы объемного насоса в гидросистеме производится так же, как и для лопастного насоса, путем построения на одном графике в координатах Q - Н характеристик насоса и гидросистемы и нахождения точки их пересечения - рабочая точка системы.
Поскольку подача объемных насосов почти не зависит от напора, способ регулирования подачи дросселированием к объемным насосам неприменим (полное закрытие дросселя на выходе из объемного насоса может повлечь за собой аварию, если не предусмотреть специальных предохранительных устройств).
Регулирование подачи в гидросистемах и установках с объемными насосами может осуществляться изменением частоты вращения насоса (см.рис. 14.16) или применением специальных насосов с переменной подачей, в которых на ходу изменяется рабочий объем W. Однако в большинстве случаев регулирование подачи в гидросистемах с объемными насосами производится менее экономичным, но наиболее простым способом перепуска жидкости из напорной линии во всасывающую. Для этой цели применяются различные регулируемые дроссели и переливные клапаны, а также автоматы разгрузки и другие специальные устройства.
На рис. 14.17 показана схема насосной установки с объемным насосом и перепускной трубой, снабженной регулируемым дросселем.
Для определения режима работы насоса при заданном давлении Ро в напорном баке и некотором открытии дросселя можно воспользоваться графическим построением, приведенным на рис. 14.13. При решении аналогичной задачи с лопастным насосом перепускная труба рассматривалась как ответвление трубопровода, на который работает насос с заданной характеристикой.
В ряде случаев более удобным является другой способ решения этой задачи, при котором перепускная труба рассматривается как дополнительный элемент самого насоса, изменяющий его рабочую характеристику. Нанеся на общий график в координатах Q —Н характеристику насоса и характеристику перепускной трубы, следует из первой вычесть вторую по расходам для этого нужно при различных значениях напора насоса вычитать из его подачи расходы в перепускной трубе (поскольку располагаемый напор перепускной трубы равен напору насоса).
Полученная в результате кривая АВ представляет характеристику насоса вместе с перепускной трубой. Пересечение этой кривой с характеристикой гидросистемы (кривая LD определяет рабочую точку системы (точка В), т.е. расходы Q в напорный бак и в перепускной трубе q, а также подачу Qп и напор насоса Нн (рабочая точка насоса С).
При любом другом открытии дросселя изменяется его характеристика, а следовательно, и характеристика насоса вместе с перепускной трубой; при этом рабочая точка системы смещается.
На рис. 14.18 схематически показана установка с объемным насосом и переливным, пружина которого отрегулирована па заданное давление Нрасч, определяющее момент его открытия. На графике показано определение режимов работы насоса, т.е. нахождение рабочих точек, при трех различных давлениях в напорном баке.
Для определения режимов работы насоса следует, как и в предыдущей схеме, из характеристики насоса вычесть характеристику переливного клапана, т.е. получить суммарную характеристику насоса вместе с клапаном (линия АВС). Точки пересечения этой кривой с характеристиками гидросистемы в трех указанных случаях определяют рабочие точки 1, II, III насоса.
Как видно на рис. 14.18, при напорах насоса Нн < Нрасч (случай 3) вся подача насоса идет в напорный бак; при Н > Нрасч (случаи 1 и 2) часть подачи насоса возвращается на сторону всасывания.
Применяя разобранные способы решения задач о работе объемных насосов на сеть, следует иметь в виду, что опытные характеристики объемных насосов обычно даются в виде зависимостей подачи насоса Qн‚ и его КПД от давления насоса Рн(рис. 14.19).
Давление насоса представляет энергию, сообщаемую насосом
единице объема перекачиваемой жидкости, и связано с напором насоса соотношением
(14.7)
Практически величина Рн равна повышнию давления жидкости от всасывающего до напорного патрубков насоса. Полезная мощность насоса выражается формулой
14-я лекция,
14. ЛОПАСТНЫЕ НАСОСЫ.
15.1. Подача, напор и мощность насоса
15.2 Рабочий процесс лопастного насоса
15.3. Баланс энергии в лопастном насосе.
15.4.Характеристика насосной установки. Работа насоса на сеть
Насосами называются гидравлическими машины, передающие жидкости механическую энергию от приводных двигателей.
Гидродвигателями называются гидравлические машины, получающие от жидкости энергию, переданную ей насосами, преобразующие и передающие ее рабочему органу.
Гидропередачами или гидроприводами называют комплекс устройств, в которых выполняется преобразование вида движения и скорости рабочего органа. Гидропередача состоит из насоса, гидродвигателя, распределительных и предохранительных устройств.
Гидропередачи выполняют функции аналогичные механическим передачам (муфтам, коробкам скоростей, редукторам и т. д.) и имеют перед механическими передачами преимущества:
1. Большая плавность работы: люфты и неточности изготовления механических передач вызывают вибрации. Включение и выключение механических передач и изменение ее передаточного числа сопровождается динамическими явлениями(толчками), эти явления сглаживаются за счет упругости жидкости.
2. Возможность бесступенчатого изменения передаточного числа.
3. Высокие удельные показатели, отношение мощности к массе.
5.Высокая надежность.
Эти преимущества привели к большому распространению гидропередач.
В объемных гидромашинах (поршневых, шестеренных, аксиально-поршневых) имеется замкнутый объем (рабочая камера). Энергия от приводного двигателя передается в насосе замкнутому объему жидкости, этот объем вытесняется в напорную линию. Давление в вытесняемом объеме создается нагрузкой. В гидродвигателях жидкость под давлением поступает в рабочую камеру и создает момент на валу гидромотора или усилие на штоке гидроцилиндра.
В лопастных машинах механическая энергия передается лопаткам рабочего колеса, лопатки динамически воздействуют на поток жидкости. Рабочее колесо лопастной машины, снабженное лопастями, является его рабочим органом.
На рис.15.1 изображена простейшая схема центробежного насоса.
Насос имеет проточную часть, состоящую из подвода - 1, рабочего колеса - 2 и отвода - 3. По подводу жидкость подается в рабочее колесо из подводящего трубопровода. Назначением рабочего колеса является передача жидкости энергии от двигателя. Рабочее колесо центробежного насоса состоит из дисков, между которыми находятся лопатки, изогнутые в сторону противоположную направлению вращения колеса. Рабочее колесо крепится на валу. Направление движения жидкости через колесо из центральной его части к периферии. По отводу жидкость от рабочего колеса движется к напорному патрубку, а в многоступенчатых насосах, к следующему колесу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
