Высота всасывания. Кавитация в лопастных насосах. Кавитационный запас.

Основные технические показатели насосов.

1) Подачей насоса называется расход жидкости через напорный (выходной) патру­бок. Так же как и расход, подача может быть объемной (Q) и мас­совой (Q_m). Напор Н представляет собой разность энергий единицы веса жидкости в сечении,потока после насоса. И перед ним.

(объемная) (весовая) (массовая)

2) Идеальная (теоретическая) подача –в насосе есть зазоры чем больше давление на выходе тем жидкость быстрее перетекает обратно на всасывание

Q_и=[м³/с] Q_и=η_о V_o n; η_о-объемный КПД;

3) Рабочий объем насоса (V см3) – это количество жидкости которое насос теоретически может подать за 1 оборот вала (двойной ход вытеснителя), с течением времени он не меняется.

z-число камер

к - кратность насоса - количество подач

одной камерой за 1 один оборот вала.

-объем одной

камеры.

4) Напор насоса

5) Давление насоса

 

6) Мощностью насоса (мощностью, потребляемой насосом) назы­вается энергия, подводимая к нему от двигателя за единицу вре­мени.Следовательно, энергия, приобретен­ная за единицу времени жидкостью, прошедшей через насос, или полезная мощность насоса

Мощность насоса Nбольше полезной мощности N_П на величину потерь в насосе. Эти потери оцениваются КПД насоса η который равен отношению полезной мощности насоса к потребляемой:

Отсюда мощность, потребляемая насосом

По этой мощности подбирается двигатель. Мощности выражаются в единицах СИ в ваттах, в технической системе единиц — в кгс*м/с.

7) Полезная мощность насоса

8) КПД насоса

42. Лопастные насосы.. Основное уравнение лопастных машин.

Схема центробежного насоса консольного типа.

1 – подвод

2 – рабочее колесо

3- отвод

4 – диффузор

 

 

Характеристики центробежного насоса.

Работа насоса на сеть

-геодезическая высота на которую нужно подать жидкость.

Центробежные насосы не обладают свойством всасывания.

Осповное уравнение лопастных насосов

Основное уравнение лопастных насосов можно вывести на осно­вании уравнения моментов количества движения примененного для жидкости, находящейся в рабочем колесе насоса, которое представляет собой систему каналов.

H_T=H/η_Г=(ω/g)(v_u2R₂- v_u1R₁)

Полученное основное уравнение лопастных насосов было впер­вые выведено Эйлером. Оно связывает напор насоса со скоростями движения жидкости, которые зависят от подачи и частоты враще­ния насоса, а также от геометрии рабочего колеса к подвода. Поток па входе в колесо создается предшествующим колесу устройством — подводом. Следовательно момент v_u1R₁ скоростина входе в колесо определяется конструкцией подвода и практически не зависит от конструкции колеса. Поток на выходе из колеса создается самим коле­сом, поэтому момент скоростиv_u2R₂ определяется конструкцией колеса, особенно геометрией его выходных элементов (наружным диаметром, шириной лопаток, углом установки их на выходе). Основное уравнение дает возможность по заданным напору, частоте вращения и подаче насоса рассчитать выходные элементы рабочего колеса.

 

Высота всасывания. Кавитация в лопастных насосах. Кавитационный запас.

При проектировании насосной установки часто необходимо знать максимальную высоту на которой может быть установлен насос при данных условиях. Он определяется величиной достаточного разряжения при входе в насос. Максимальное разряжение которое можно создать в жидкости: , где

-атмосферное давление

- удельный вес жидкости.

Для воды =10 м.

Однако ввиду того, что жидкость при понижения давления до давления парообразования ()

Максимальное разряжение равно ;

Уравнение Бернулли для сечения 0-0, 1-1.

-вакуумметрическая высота всасывания (м.)

Из 9.2 видно, что вакуумметрическая высота всасывания больше высоты всасывания на величину скоростного напора и потерянного напора на величину скоростного и потерянного напоров.

Если жидкость во всасывающем трубопроводе движется достаточно равномерно, то

Решим уравнение (9.2) относительно .

Из уравнения (9.3) видно, что с увеличением высоты всасывания должно снижаться давление на входе в насос.

Минимальное значение до которого может понизиться это давление - это давление парообразования, поэтому (9.4)

-для лопастных насосов (допустимая высота всасывания).

(9.5)

- кавитационный запас (для центробеджых насосов определяется чаще всего по формуле Руднева.)

 

Гидробаки.

Гидробак (масляный бак) предназначен для питания гидропривода рабочей жидкостью – маслом.

Кроме того, в гидробаке оседают твердые частицы, загрязняющие масло, выделяется растворенный в нем воздух, а через внешние поверхности бака во внешнюю среду выделяется тепло.

Для улучшения отстоя жидкости внутренний объем бака разделяют перегородками, а сливной и всасывающий патрубки располагаются в противоположных концах бака. Сливные пробки располагают так чтобы при необходимости бак опоражнивался полностью. Концы всех труб, соединенных с баком должны располагаться ниже минимального уровня масла на глубине большей трех диаметров трубы. Для контроля уровня масла применяют указатели уровня.

а – бак под атмосферным давлением,

б – бак с внутренним повышением давления,

в – бак тоже с пониженным давлением.

Вместимость бака мобильной машины назначается в 1,5 – 2,0 раза больше суммарной вместимости всех элементов гидросистемы (полостей гидроцилиндров, трубопроводов, фильтров, гидроаккумуляторов и т.д.), но не менее одной трети минутной подачи насоса. Бак заполняется рабочей жидкостью примерно на 0,8 . Двадцать процентов свободного объема предназначено для компенсации температурного расширения рабочей жидкости, а также обеспечения воздуховыделения.

Значения номинальных вместимостей гидробаков в соответствии с ГОСТ 12448-80 должны выбираться из следующего ряда: 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 125; 160; 200; 250; 320 дм³ и т.д. В соответствии с указанным рядом выбираются также объемы гидроаккумуляторов, пневмоаккумуляторов и ресиверов

Рабочая жидкость в гидроприводах постоянно загрязняется твердыми частицами, которые находясь во взвешенном состоянии, попадают вместе с жидкостью в насосы, гидродвигатели и гидроаппараты. Это существенно (порой до 10 раз) снижает срок службы гидромашин и гидроаппаратови отрицательно сказывается на их работе, т.к. твердые частицы соизмеримы с размерами зазоров, щелей, каналов, вызывающих их закупоривание, заклинивание подвижных пар и интенсивный износ трущихся поверхностей.

Для защиты фильтра от недопустимого повышения давления в сливной гидролинии, вызванного засорением фильтроэлементаили повышением вязкости маслапри низких температурах, в крышке фильтра установлен предохранительный клапан, который начинает открываться при перепаде давления на фильтроэлементе 200 кПа, а при 350кПа пропускает весь поток рабочей жидкости в обход фильтроэлемента.

 

Фильтры

В соответствии с требованиями к тонкости очистки жидкостей различают фильтры грубой, нормальной, тонкой и особо тонкой очистки, задерживающие частицы загрязнителя с условным диаметром соответственно более

100, 10, 5 и 1 мкм.

Различают фильтры линейные и встроенные. Линейные фильтры устанавливают в трубопроводы. Встроенные фильтры устанавливают в крышки гидробаков.

Выбор фильтра осуществляется по номинальному расходу рабочей жидкости в месте установки, а также необходимой для данного гидропривода тонкости фильтрации. Следует учитывать также номинальное давление, на которое рассчитан фильтр.

Теплообменники

Теплообменники предназначены для обеспечения в гидроприводе требуемого температурного режима. Решение о необходимости установки теплообменника принимается в процессе выполнения анализа теплового режима гидропривода. При этом также определяют и площадь поверхности охлаждения.

Теплообменники устанавливают обычно на сливе, где рабочая жидкость имеет наибольшую температуру.

Трубопроводы

Трубопроводы – это ответственная часть любого гидропривода, от их исправности и целости зависят надежность и эффективность работы гидропривода машин. Масса трубопроводов составляет 20-30% массы гидропривода, поэтому правильное проектирование трубопроводов имеет важное значение.

В зависимости от назначения гидролиний, роль которых выполняют трубопроводы, они делятся на всасывающие, напорные, сливные, управляющие, дренажные. По конструкции они могут быть жесткими (металлические трубы), и гибкими (резиновые и резинометалические рукава).

Для жестких трубопроводов применяются бесшовные трубы из стали 20 по ГОТС 8732-78 (горячедеформированные) и ГОСТ 8734-75 (холоднодеформируемые). Резинометаллические рукава высокого давления изготавливаются трех типов: 1- с одной металлической оплеткой, 2- с двумя, 3- с тремя оплетками. Их размеры и условия эксплуатации нормалями ОН 22-184-69 и МН73-64.

Соединение труб может быть разъемным и неразъемным. Неразъемные соединения выполняются сваркой, разъемные с помощью тройников, угольников, гаек, штуцеров, нителей. При давлениях 20-30 МПа применяется соединительная аппаратура под развальцовку труб, которые в этом случае должны допуска под развальцовку в холодном состоянии. При давлении 30-40 МПа рекомендуется ниппельное шаровое соединение, недостатком которого является нарушение герметичности при вибрации.

Выбор трубопроводов (определение типов, длин, диаметров, видов соединений) зависит от номинального давления в гидроприводе, назначения трубопровода, пространственного расположения соединяемых узлов, условий эксплуатации машины и других факторов.

Важнейшими параметрами трубопровода являются внутренний и наружный диаметры. Определение внутреннего диаметра трубопровода осуществляется в результате принятия компромиссного решения, так как увеличение диаметра сопровождается уменьшением потерь энергии в гидроприводе и одновременным увеличением массы.

Определение диаметров осуществляется на основе опыта, накопленного при проектировании гидроприводов. Считается, что скорость потока рабочей жидкости будет оптимальной в том случае, когда потери в трубопроводах не превышают 5 – 10 % от .

Зная расход жидкости в линии Q и задаваясь рекомендуемой скоростью , определяют диаметр трубопровода . При этом исходят из того, что , а ; – площадь сечения трубопровода.

Используя один из приведенных выше подходов, определяют диаметры трубопроводов на всех участках. Участки отмечают на расчетной схеме гидропривода. При разбиении схемы на участки используются два признака: назначение трубопровода (всасывающий, напорный, сливной) и величина расхода. Изменение назначения трубопровода или величины расхода приводит к появлению нового участка. Трубопровод, расположенный на входе в насос, – всасывающий. Трубопроводы, соединяющие насос с гидрораспределителями и гидрораспределители с гидродвигателями, – напорные, а соединяющие распределители с баком – сливные.

123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: