МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Кафедра разработки нефтяных и газовых месторождений
Контрольная работа
По предмету «Гидромашины и компрессоры»
Работу выполнил
Хрычиков А.А.
Гр. РНГМв-12
Вариант №24
Работу принял
Кукьян А.А.
Пермь 2013
Контрольная работа №1 Задача №1, вариант №6
Вычислить коэффициент и степень неравномерности подачи поршневого (плунжерного) насоса, у которого z цилиндров, i рабочих камер. Поршень (плунжер) насоса совершает n двойных ходов в единицу времени, ход поршня L, диаметр цилиндра D, диаметр штока d, отношение длины кривошипа к длине шатуна (относительная длина кривошипа) составляет λ, угол развала между кривошипами смежных поршней (плунжеров) - α. Числовые значения исходных данных для расчета приведены в таблице 1.
Таблица 1
Наименование данных, единица измерения |
Значение |
Число цилиндров z, шт |
3 |
Число рабочих камер i, шт |
3 |
Число двойных ходов поршня n, ход/мин |
135 |
Ход поршня L, мм |
250 |
Диаметр цилиндра D, мм |
120 |
Диаметр штока d, мм |
65 |
Относительная длина кривошипа λ, д. ед. |
0,25 |
Угол развала между кривошипами смежных поршней (плунжеров) α град |
120 |
Решение.
Коэффициент неравномерности подачи вычисляется по формуле:
,
где
,
и
- максимальная, минимальная и средняя
мгновенная теоретическая подача насоса
соответственно.
Степень неравномерности подачи насоса определяется соотношением:
.
Насос
представляет собой горизонтальный
трехцилиндровый поршневой (плунжерный)
одинарного действия (так как
).
Средняя мгновенная
теоретическая подача насоса определяется
по формуле
(1)
где
-
площадь поперечного сечения поршня
насоса. Подставляя значения величин в
формулу 1 получим:
Для определения максимальной и минимальной мгновенных теоретических подач насоса необходимо построить график подачи насоса. Мгновенная теоретическая подача насоса определяется суммированием всех мгновенных теоретических подач цилиндров насоса. Мгновенная теоретическая подача первого цилиндра определим по формуле
где
- скорость перемещения поршня насоса,
-
площадь сечения рабочей камеры насоса.
Так как λ = 0,25 то скорость перемещения
поршня будет выражаться:
(2)
где
-
длина шатуна насоса; φ
- угол поворота кривошипа;
- угловая скорость кривошипа. В формуле
2 знак плюс относится к ходу поршня
вперед, т. е. при приближении его к оси
вращения кривошипа, а знак минус к ходу
поршня назад. Тогда
.
Площадь
рабочей камеры насоса при 0＜φ＜
,
и при
＜φ＜2
,
.
Подача для 1 цилиндра рассчитывается
по формуле:
Теоретическая подача второго и третьего цилиндра насоса определяется аналогично с учетом угла развала между соседними кривошипами (120 °). Результаты расчетов представлены в таблице 2.
Таблица 2
Угол поворота кривошипа, град |
Мгновенная теоретическая подача, м3/с |
|||
первого цилиндра |
второго цилиндра
|
третьего цилиндра
|
насоса |
|
0 |
0 |
0 |
0,01729 |
0,01729 |
30 |
0,00998 |
0 |
0,00998 |
0,01996 |
60 |
0,01729 |
0 |
0 |
0,01729 |
90 |
0,01997 |
0 |
0 |
0,01997 |
120 |
0,01729 |
0 |
0 |
0,01729 |
150 |
0,00999 |
0,00998 |
0 |
0,01997 |
180 |
0 |
0,01729 |
0 |
0,01729 |
210 |
0 |
0,01997 |
0 |
0,01997 |
240 |
0 |
0,01729 |
0 |
0,01729 |
270 |
0 |
0,00999 |
0,00998 |
0,01997 |
300 |
0 |
0 |
0,01729 |
0,01729 |
330 |
0 |
0 |
0,01997 |
0,01997 |
360 |
0 |
0 |
0,01729 |
0,01729 |
По результатам
расчетов (см. таблица 2) строиться
зависимость подачи насоса от угла
поворота кривошипа. Из рисунка 1 и таблицы
2 следует, что
м3/с и
м3/с. Тогда коэффициент и степень
неравномерности подачи насоса будут
равны соответственно
,
.
Рис. 1. График подачи поршневого трёхцилиндрового насоса
Ответ:
,
.