15. Уравнения силового и мощностного балансов

Все параметры тягово-скоростных свойств можно определить с помощью уравнения силового баланса

, (10)

где   – тяговая сила при установившейся скорости движения автомобиля, Н;

 f_а∑Rz_i – сила сопротивления качению, Н;

 G_аsinα ≈ G_аi – сила сопротивления подъему, Н

 – сила сопротивления дороги, Н;

 – сила лобового сопротивления воздуха при отсутствии ветра, Н;

 – сила сопротивления разгону, Н;

– динамический радиус колеса, М;

Разность   называется свободной силой тяги.

Удельное значение свободной силы тяги, равное отношению  , называется динамическим фактором по тяге:

. (11)

При умножении всех членов уравнения (10) на выражение   получается уравнение мощностного баланса автомобиля:

, (12)

где  – мощности сопротивления подъему, качению, воздуху, разгону, дороге, кВт;

 – тяговая мощность, подводимая к ведущим колесам, кВт.

С помощью уравнений силового и мощностного балансов можно находить все оценочные параметры тягово-скоростных свойств. Уравнения (10) и (12) являются дифференциальными уравнениями первого порядка с коэффициентами, нелинейно зависящими от скорости v и ее первой производной j. Так как отсутствуют точные выражения N_e =f(n), то и решение этих уравнений в общем виде затруднительно

Для выхода из этого положения были разработаны аналитические и графические методы решения уравнений силового и мощностного балансов.

17. Графические и аналитические зависимости между основными параметрами насосов

Характеристика насоса — графическая зависимость основных технических показателей от подачи — для динамических насосов и от давления — для объемных насосов при постоянных значениях частоты вращения рабочих органов, вязкости и плотности жидкости на входе в насос. Она может быть получена в результате нормальных испытаний насоса.

Рабочая часть характеристики — зона характеристики насоса, в пределах которой рекомендуется его эксплуатация.

Кавитационная характеристика насоса — графическая зависимость основных технических показателей насоса от кавитационного запаса при постоянных значениях частоты вращения, вязкости и плотности жидкости на входе в насос, подачи — для динамических насосов и давления — для объемных насосов. Она может быть получена в результате кавитационных испытаний насоса.

Регулировочная характеристика — графическая зависимость подачи от частоты вращения (циклов) или длины хода рабочего органа (для некоторых объемных насосов) при постоянных значениях вязкости, плотности жидкости на входе в насос и давления на входе и выходе насоса.

Характеристика самовсасывания — графическая зависимость подачи газа, удаляемого самовсасывающим насосным агрегатом из всасывающего трубопровода, от давления на входе в насос.

Поле насоса — рекомендуемая область применения насоса по подаче и напору, получаемая изменением частоты вращения (или обточкой рабочего колеса по внешнему диаметру — для центробежных насосов).

Подбор насосов производится по «сводным графикам полей насосов», именуемым также «сводными графиками подач и напоров», которые приводятся в каталогах насосов, а также в ГОСТах. Для лопастных, вихревых и центробежно-вихревых насосов эти графики построены в координатах Q—H; для объемных насосов — в координатах Q—р.

Внутри полей насосов или рядом с ними указаны марки насосов и числа оборотов рабочих органов. На некоторых сводных графиках диагональными штриховыми линиями показаны примерные значения мощности двигателя, необходимой для привода насосов.

Характеристика насосной установки представляет график зависимости потребного напора от расхода жидкости в трубопроводе с насосной подачей. Кривая потребного напора для трубопровода с насосной подачей строится по уравнению

H_потр=H_ст+ Σh_п=H_ст+А·Q^m

где H_ст = Δz+(p₃/γ) (см. рис. предыдущих разделов); Δz - разность уровней жидкости в напорном и расходном резервуарах; p₃- избыточное давление в напорном резервуаре (или в конечном сечении напорного трубопровода при отсутствии резервуара); А - сопротивление трубопровода насосной установки; m - показатель степени, обычно принимаемый равным 1 — при ламинарном режиме и 2 — при турбулентном режиме.

Если расходный резервуар закрытый и давление ро в нем отличается от атмосферного, то

H_ст=Δz+ ( p₃-p₀)/γ