- •1 Глоссарий
- •2 Наименование лекционных занятий и их содержание
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •Вопросы для самоконтроля.
- •3 Наименование практических занятий и их содержание
- •Тема 1. Основные физические свойства. Гидростатическое давление.
- •Тема 2. Дифференциальные уравнения равновесия. Силы давления.
- •Тема 3. Уравнение Бернулли.
- •Тема 4. Гидродинамическое подобие. Режимы движения жидкости.
- •Тема 5. Гидравлические сопротивления.
- •Тема 6. Гидравлический расчет трубопроводов.
- •Тема 7. Неустановившееся течение жидкости в трубах.
- •Тема 8. Истечение капельных жидкостей.
- •Тема 9. Центробежные насосы. Основы теории подобия.
- •Тема 10. Насосные установки.
- •Тема 11. Объемные насосы.
- •4 Задания для самостоятельной работы студента
- •Числовые значения величин
- •Приложения
- •1. Средние значения плотности и кинематической вязкости некоторых жидкостей
- •2. Средние значения модуля упругости жидких и твердых тел
- •3. Давление насыщенного пара рп воды
- •4. Значения эквивалентной шероховатости э некоторых материалов
- •5. Значения коэффициентов некоторых местных сопротивлений
- •5 Примеры тестовых вопросов
Вопросы для самоконтроля.
1.Что называют малым отверстием, тонкой и толстой стенкой, насадком? 2. Что такое коэффициенты сжатия, скорости, расхода, сопротивления? Какая существует связь между этими коэффициентами? 3. Что такое полное и неполное, совершенное и несовершенное сжатие? Как виды сжатия влияют на коэффициент расхода? 4. Как рассчитывается скорость и расход при истечении жидкости через отверстия и насадки? 5. В каком соотношении находятся напоры при протекании одинакового количества жидкости при истечении ее через круглое отверстие и через внешний цилиндрический насадок такого же диаметра? 6. В чем особенность истечения жидкости из большого отверстия по сравнению с истечением ее из малого отверстия? 7. В чем отличия истечения жидкости при переменном напоре из сосуда с постоянным сечением и переменным сечением по высоте?
Рекомендуемая литература:
Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы /Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др./ – М.: Машиностроение, 1982.-423с.– стр. 106-117;
Шлипченко З.С. Насосы, компрессоры и вентиляторы. – Киев: Техника, 1976. – 368 с. – стр. 133 – 156;
Вильнер Я.М., Ковалев Я.Г., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. – Минск: Высшая школа, 1976. – 416 с. – стр. 104 – 114.
Модуль 7 Гидравлические машины
Лекция 11. Гидравлические машины.
План лекции.
1. Общие сведения о насосах. Классификация насосов, принцип действия.
2. Общая схема насосной установки.
3. Основные рабочие параметры: подача, напор, мощность, коэффициент полезного действия. Высота всасывания.
Г
идравлическими
машинами называются устройства, которые
служат для преобразования механической
энергии двигателя в энергию перемещаемой
жидкости, повышая ее удельную энергию
(насосы), или для преобразования энергии
движущегося потока жидкости в механическую
энергию (гидравлические турбины).
Гидравлическим приводом называется
гидравлическая система, которая состоит
из насоса и гидродвигателя с соответствующей
регулирующей и распределительной
аппаратурой и служит для передачи,
посредством рабочей жидкости, энергии
на расстояние.
Насос – гидравлическая машина, служащая для транспортирования жидкости и, повышающая удельную энергию потока капельной жидкости, независимо от того, какими средствами эта задача выполняется.
Насосы являются одной из наиболее распространенных машин в любом производстве и по принципу действия могут быть классифицированы следующим образом:
1. Лопастные насосы (энергия потоку сообщается при помощи вращающегося лопастного колеса;
2. Объемные насосы – поршневые и ротационные (действуют по принципу механического вытеснения жидкости твердым телом);
3. Струйные насосы (для повышения удельной энергии жидкости используется кинетическая энергия струи другой жидкости);
4. Гидравлические тараны (удельная энергия в потоке жидкости повышается за счет энергии гидравлического удара);
5. Эрлифты или газлифты (подъем жидкости осуществляется за счет уменьшения ее объемного веса путем смешения с воздухом или газом).
Для того чтобы установить степень экономичности и рациональные методы эксплуатации насосной установки, наметить пути ее технического совершенствования, необходимо знать основные рабочие параметры насоса, характеризующие его работу:
-
1. объемная секундная подача (подача насоса)
,
;
2. напор насоса
,
;3. мощность насоса
,
;4. коэффициент полезного действия насоса
.
Подача насоса – количество жидкости, подаваемое насосом в единицу времени;
Напор насоса – разность полных напоров на выходе из насоса и на входе в насос. Обычно напор выражается в метрах столба перекачиваемой жидкости.
Мощность насоса – количество затрачиваемой насосом энергии для перемещения жидкости в единицу времени. Различают теоретическую (полезную) мощность и полную мощность, затрачиваемую двигателем.
Коэффициент полезного действия насоса – отношение полезной мощности к полной. Он равен произведению трех коэффициентов полезного действия (к.п.д.): объемного, гидравлического и механического. Объемный к.п.д. учитывает потери объема жидкости (уменьшение подачи). Гидравлический к.п.д. и механический к.п.д – соответственно уменьшение напора насоса и трение между элементами машин.
Основные понятия, которые необходимо знать после изучения материала данной лекции:
1 Классификация насосов;
2 Принцип действия лопастных и объемных насосов;
3 Основные рабочие параметры насосов;
4 Определение напора и мощности насосов;
5 Коэффициент полезного действия;
6 Высота всасывания.
Вопросы для самоконтроля.
1. Приведите полную классификацию насосов, их специфические особенности и область применения. В чем заключается принцип действия лопастных и объемных насосов? 2. Назовите основные параметры насосов. Их краткая характеристика. 3. Как определить напор насоса по показаниям приборов и по элементам насосной установки? 4. Как определить полезную и полную мощность насоса? 5. Что представляет собой полный коэффициент полезного действия насоса? Отношению каких величин равны, соответственно, объемный, гидравлический и механический к.п.д. насоса? 6. Какая связь между геометрической и вакуумметрической высотой всасывания? Допускаемая вакуумметрическая высота всасывания.
Рекомендуемая литература:
Шлипченко З.С. Насосы, компрессоры и вентиляторы. – Киев: Техника, 1976. – 368 с. – стр. 179 – 186;
Вильнер Я.М., Ковалев Я.Г., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. – Минск: Высшая школа, 1976. – 416 с. – стр. 201 – 206.
Модуль 8 Центробежные насосы
Лекция 12. Центробежные насосы. Уравнение Эйлера.
План лекции.
1. Центробежные насосы. Устройство, принцип действия, классификация.
2. Уравнение Эйлера. Теоретический напор насоса. Влияние конструктивных параметров на теоретический напор. Полезный напор.
3. Теоретические характеристики центробежных насосов.
К
аждая
пара соседних лопастей колеса насоса
образует искривленный канал переменного
сечения, перемещаясь по которому, с
абсолютной скоростью «
»,
жидкость получает энергию от вращающихся
лопастей. Вектор скорости «
»
есть геометрическая сумма двух векторов
составляющих скоростей:
1. вектор переносной
скорости «
»
- окружная скорость рассматриваемой
точки колеса, вращающегося с постоянной
угловой скоростью;
2. вектор относительной скорости « » движения точки вдоль изогнутого канала – вектор, направленный по касательной к кривой лопасти колеса.
Основное уравнение лопастных машин было выведено Л. Эйлером, исходя из модели идеального рабочего колеса с бесконечным числом бесконечно тонких лопастей и струйной теории
.
Это уравнение связывает напор насоса со скоростями движения жидкости в характерных сечениях и позволяет по заданному напору, частоте вращения и подаче насоса определить геометрические элементы насоса и, наоборот, по заданным размерам рабочего колеса, определить основные рабочие параметры насоса. Приведенное уравнение свидетельствует, что теоретический напор, создаваемый рабочим колесом центробежного насоса, не зависит от рода перекачиваемой насосом жидкости. Кроме того, увеличение диаметра рабочего колеса и частоты его вращения может привести к созданию любого высокого напора. Необходимо обратить внимание, что напор и подача лопастных насосов взаимосвязаны. Изменение одного параметра приводит к изменению другого параметра.
Ф
орма
лопатки рабочего колеса также оказывает
влияние на развиваемый насосом напор.
Различают колесо с лопастями, отогнутыми
назад, радиальными лопастями и лопастями,
загнутыми вперед. Наибольший теоретический
напор создается рабочим колесом с
лопастями, загнутыми вперед, наименьший
– с лопастями, отогнутыми назад.
Теоретические
характеристики центробежных насосов
устанавливают зависимость теоретического
напора
от подачи
.
Эти характеристики соответствуют
идеальной жидкости и рабочему колесу
с бесконечным числом лопаток.
Основные понятия, которые необходимо знать после изучения материала данной лекции:
1 Схема и принцип работы центробежного насоса;
2 Классификация центробежных насосов;
3 Работа лопастного колеса;
4 Уравнение Эйлера;
5 Теоретические характеристики центробежных насосов;
6 Влияние формы лопатки на теоретический напор.
Вопросы для самоконтроля.
1. Начертите схему
и объясните принцип действия
одноступенчатого центробежного насоса.
2. По каким признакам классифицируются
центробежные насосы? 3. Постройте
параллелограммы скоростей на входе и
выходе из рабочего колеса. От чего
зависят углы
и
?
4. Каково назначение рабочего колеса и
спиральной камеры? 5. Напишите основное
уравнение лопастных колес. От чего
зависит теоретический напор, развиваемый
центробежным насосом? Как определить
действительный напор? 6. Постройте
теоретические характеристики насосов.
Как форма лопатки рабочего колеса влияет
на теоретический напор насоса?
Рекомендуемая литература:
Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы /Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др./ – М.: Машиностроение, 1982. – 423 с.– стр. 154 – 174;
Шлипченко З.С. Насосы, компрессоры и вентиляторы. – Киев: Техника, 1976. – 368 с. – стр. 189 – 197;
Вильнер Я.М., Ковалев Я.Г., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. – Минск: Высшая школа, 1976. – 416 с. – стр. 207 – 212.
Лекция 13. Центробежные насосы. Основы теории подобия.
План лекции.
1. Основы теории подобия и формулы подобия. Законы пропорциональности.
2. Коэффициент быстроходности и типы лопастных насосов.
3. Применение формул подобия для пересчета характеристик насоса.
Огромное разнообразие реальных условий работы насосов имеет следствием столь же большое разнообразие конструкций и типоразмеров изготовляемых насосов. Поэтому при создании новых образцов проводят их лабораторные испытания на моделях и полученные данные переносят на натурный насос. При этом требуется, чтобы модели, обладая определенными гидравлическими качествами, были гидродинамически подобны всем натурным машинам данной серии.
Законы подобия лопастных насосов устанавливают зависимость подачи, напора и мощности подобных насосов от их геометрических размеров и частоты вращения рабочих колес.
Выведенные для подобных насосов формулы могут служить и для другой цели – расчета изменений подачи, напора и потребляемой мощности одного и того же насоса при изменении частоты вращения его рабочего колеса, если эти три величины известны для какой-нибудь одной частоты вращения. Это еще более облегчает испытание модельного насоса, которое достаточно провести при одной частоте вращения, а для другого значения частоты, достаточно определить только величины коэффициентов полезного действия.
;
;
.
Представленные зависимости обычно называют формулами пропорциональности или законами пропорциональности центробежных насосов.
Практически они важны для выяснения условий эксплуатации насосов.
Основным критерием подобия всей серии подобных насосов, работающих в подобных режимах, является коэффициент быстроходности
.
Этот коэффициент служит характеристикой типа насосов и определяет область применения насосов. Из приведенной формулы видно, что насосы с высоким коэффициентом быстроходности пригодны в большей степени для больших подач при малых напорах, а насосы с малым коэффициентом быстроходности развивают высокий напор при достаточно малой подаче. Поэтому высоконапорные насосы имеют небольшое число оборотов (тихоходные насосы), а низконапорные – многооборотные (быстроходные насосы).
В зависимости от коэффициента быстроходности лопастные насосы можно классифицировать следующим образом.
Т
еоретические
характеристики не отражают реальной
картины при работе центробежного насоса.
Поэтому для установления конкретной
взаимосвязи между основными параметрами
насоса строят действительные
характеристики, которые служат основой
при выборе насосов. Зависимость между
напором и секундной подачей является
основной и, соответственно, характеристика
называется главной рабочей характеристикой.
Определение режима работы насоса (подбор насоса) производится совмещением на одном графике в одинаковых масштабах рабочей характеристики насоса и характеристики сети, на которую работает насос. Точка пересечения указанных двух характеристик называется рабочей точкой и отвечает действительным условиям работы насоса. Однако величину требуемой подачи насоса можно изменять. Этого можно достичь или изменением характеристики насоса (путем изменения частоты вращения расчетом параметров по законам пропорциональности), или характеристики насосной установки (дросселированием).
Основные понятия, которые необходимо знать после изучения материала данной лекции:
1 Условия подобия центробежных насосов;
2 Законы подобия. Законы пропорциональности;
3 Коэффициент быстроходности;
4 Классификация центробежных насосов по коэффициенту быстроходности;
5 Применение формул подобия для пересчета характеристик насоса.
Вопросы для самоконтроля.
1. Приведите основные законы подобия и пропорциональности для лопастных машин. Для каких целей они применяются? 2. Что называется коэффициентом быстроходности? 3. Приведите классификацию центробежных насосов по коэффициенту быстроходности. 4. Назовите основные рабочие характеристики лопастного насоса. Какая характеристика называется главной рабочей характеристикой насоса? 5. Что такое рабочая точка насоса? Приведите соответствующие графики для определения рабочей точки. 6. Какой вид имеет характеристика сети для турбулентного режима движения жидкости? 7. Напишите уравнение, характеристики сети. Объясните смысл всех величин входящих в это уравнение.
Рекомендуемая литература:
Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы /Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др./ – М.: Машиностроение, 1982. – 423 с.– стр. 175 – 186;
Шлипченко З.С. Насосы, компрессоры и вентиляторы. – Киев: Техника, 1976. – 368 с. – стр. 197 – 216;
Вильнер Я.М., Ковалев Я.Г., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. – Минск: Высшая школа, 1976. – 416 с. – стр. 212 – 218.
Лекция 14. Насосные установки.
План лекции.
1. Кавитация в лопастных насосах. Кавитационный запас и кавитационные характеристики. Формула Руднева С.С. и ее применение.
2. Характеристики центробежных насосов. Работа насосов на сеть.
3. Последовательное и параллельное соединение насосов.
На линии нагнетании центробежный насос может создать практически не ограниченный теоретический напор.
Однако геометрическая высота всасывания – высота установки насоса над уровнем жидкости питающего резервуара, ограничена условиями работы насоса на стороне всасывания и зависит от ряда факторов.
Определяя высоту всасывания – высоту установки насоса над уровнем жидкости питающего резервуара, необходимо помнить, что ее значение строго ограничено на стороне всасывания и зависит от ряда факторов.
Для обеспечения
нормальной работы насоса давление на
входе в насос
должно быть больше давления парообразования
перекачиваемой жидкости при заданной
температуре. Если это условие не
соблюдается, наступает явление кавитации.
Естественно, что такой процесс наиболее вероятен в тех местах проточной части насоса, где давление наименьшее – при входе жидкости в рабочее колесо. С учетом этого допустимая высота всасывания определяется следующим соотношением
,
где
- давление насыщенного пара;
-
потери напора во всасывающем трубопроводе;
-
коэффициент кавитации, определяемый
по формуле Руднева.
Действительные характеристики насосов используют при подборе центробежного насоса для работы при заданных параметрах. Выбирая насос необходимо стремиться к тому, чтобы в производственных условиях насос работал в оптимальных условиях с учетом возможных отклонений подачи и напора.
И
спользуя
рабочие характеристики для выбора
насоса, необходимо четко представлять
взаимосвязь параметров насоса, т.е.
подачи
и напора
и обслуживаемой им сети. Насос может
обеспечить только такие сочетания
и
,
которые лежат на его главной рабочей
характеристике
.
Никакой напор в насосе не может быть создан независимо от сети, а устанавливается автоматически равным величине необходимой для покрытия всех расходов энергии в сети.
Точку пересечения двух характеристик (точка «а») называют рабочей точкой насоса, работающего на данную сеть. По этой точке определяют все характеристики насоса ( , , и ). Заданный расход сети должен быть равен подаче насоса, а эта подача, в свою очередь, определяет как потребный напор сети, так и напор насоса, которые тоже должны быть равны.
В зависимости от условий работы насосов возможна их совместная работа – параллельная и последовательная.
Параллельное соединение двух или нескольких насосов применяется для увеличения подачи и, в этом случае, для достижения поставленной цели желательно применять насосы с пологоспадающей характеристикой, работающие на сеть с пологой характеристикой.
Последовательное соединение двух или нескольких насосов применяется для повышения напора насосной установки и наиболее эффективно для насосов с крутоспадающей характеристикой, работающих в сетях с крутыми характеристиками, то есть при значительных потерях напора в них.
Возможна совместная работа насосов различных по принципу действия, например, центробежного и поршневого. Принимая во внимание то обстоятельство, что поршневой насос создает практически неограниченный напор, а центробежный насос может обеспечить достаточно большую подачу эти насосы, при совместной работе на сеть, обычно соединяют параллельно.
Основные понятия, которые необходимо знать после изучения материала данной лекции:
1 Высота всасывания центробежных насосов;
2 Основные рабочие характеристики центробежных насосов;
3 Работа насосов на сеть;
4 Совместная работа насосов;
5 Условия эффективной работы при последовательном и параллельном соединении;
6 Способы регулирования подачи.
Вопросы для самоконтроля.
1. Для каких целей применяется совместная работа насосов? Укажите необходимые условия эффективной работы: при последовательном соединении, при параллельном соединении. 2. Как определить рабочую точку при совместной работе насосов? Постройте соответствующие графики. Возможна ли совместная работа насосов различных по принципу действия? 3. Какова физическая сущность явления кавитации при работе лопастных насосов? 4. Определите высоту установки насоса исходя из условия предотвращения кавитации? Напишите формулу Руднева. 5. Как на высоту всасывания центробежного насоса влияет температура перекачиваемой жидкости? 6. Что такое коэффициент кавитации? 7. Если диаметры всасывающего и нагнетательного трубопроводов различны, то какой из них обычно бывает большим. Почему? 8. Как изменится допустимая высота всасывания с увеличением подачи насоса, если диаметры всасывающей и нагнетательной труб останутся прежними?
Рекомендуемая литература:
Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы /Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др./ – М.: Машиностроение, 1982. – 423 с.– стр. 186 – 225;
Шлипченко З.С. Насосы, компрессоры и вентиляторы. – Киев: Техника, 1976. – 368 с. – стр. 213 – 231;
Вильнер Я.М., Ковалев Я.Г., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. – Минск: Высшая школа, 1976. – 416 с. – стр. 219 – 231.
Лекция 15. Объемные насосы.
План лекции.
1. Объемные насосы. Принцип действия, классификация, устройство, конструктивные схемы и области применения поршневых насосов.
2. Подача насоса и способы ее выравнивания. Графики подачи. Индикаторная диаграмма. КПД поршневых насосов. Определение высоты всасывания. Регулирование подачи поршневых насосов. Воздушные колпаки.
3. Классификация роторных насосов, принцип действия. Устройство и особенности роторных насосов различных типов: а) роторно-поршневых; б) пластинчатых (шиберных); в) винтовых; г) шестеренных. Определение рабочих объемов. Подача и ее равномерность. Регулирование подачи. Характеристики насосов, их работа на трубопровод.
По принципу действия к объемным насосам относятся поршневые и роторные насосы.
В поршневых насосах подача жидкости и повышение давления происходит за счет механического вытеснения ее поршнем или плунжером при их возвратно-поступательном движении. В этих насосах происходит непосредственная передача давления жидкости. В связи с этим, поршневые насосы способны создавать очень высокие напоры. Основными недостатками поршневого насоса с кривошипно-шатунным приводом, которые обусловлены их принципом действия, являются инерционность работы и неравномерность подачи жидкости.
В роторных насосах жидкость вытесняется из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательно-поступательного движения вытеснителей (шестерен, винтов, пластин, поршней).
Роторные насосы имеют малые габаритные размеры, высокий КПД, возможность регулирования и реверса подачи, более равномерную, чем поршневые насосы, подачу. Благодаря этим достоинствам, а также высокой быстроходности и большой надежности, роторные насосы применяют главным образом в гидроприводах и других гидросистемах, в которых к насосам предъявляют высокие требования.
Поршневые насосы классифицируют в зависимости от их конструктивных особенностей и технологического назначения.
1. По числу циклов нагнетания и всасывания за один двойной ход различают насосы одностороннего действия и двустороннего действия.
2. По количеству поршней или плунжеров насосы бывают однопоршневые, двухпоршневые, трехпоршневые и многопоршневые. В многопоршневых насосах от общего кривошипного вала одновременно работает несколько цилиндров одностороннего или двустороннего действия. Однако циклы каждого смещены во времени, что уменьшает неравномерность подачи.
3. По конструкции вытеснителя – рабочего органа вытесняющего жидкость из цилиндра, поршневые насосы бывают с дисковым поршнем, плунжерные (скальчатые), с дифференциальным поршнем, а также мембранные.
4. По типу привода – насосы прямого действия и от кривошипного механизма.
5. По расположению цилиндров – насосы с горизонтальным и вертикальным расположением цилиндра в пространстве.
6. По типу клапанов – с тарельчатыми клапанами и с шаровыми клапанами.
7. По назначению – насосы водяные, грязевые, кислотные, для горячих жидкостей и т.п.
Подачей насоса называют объемное количество жидкости, подаваемое насосом в нагнетательный трубопровод в единицу времени. Это определение относится ко всем насосам независимо от их типов и конструкций. Для поршневого насоса, с учетом того, что за один оборот кривошипа нагнетание совершается только один раз, подача будет неравномерна. Использование многопоршневых насосов позволяет уменьшить неравномерность подачи.
Степень неравномерности
подачи поршневых насосов оценивают
коэффициентом неравномерности подачи
,
равным отношению максимальной подачи
к средней подаче
.
Для определения коэффициента неравномерности, который показывает во сколько раз максимальная подача насоса больше средней подачи, обычно используют графический метод.
Н
етрудно
установить, что величина ординат
построенной диаграммы, называемой
диаграммой
подач,
пропорциональна мгновенным секундным
подачам насоса при данной мгновенной
скорости поршня.
Другим способом выравнивания подачи является применение гидропневматических аккумуляторов (воздушных колпаков). Воздушные колпаки устанавливают на всасывающей и нагнетательной линии в непосредственной близости от рабочей камеры, так, чтобы путь от нее до колпаков был минимален.
Г
рафик
изменения давления (напора) в цилиндре
насоса по ходу поршня, который определяет
характер работы поршневого насоса,
называют индикаторной диаграммой.
На приведенном
графике: ось абсцисс – линия нулевого
давления, АА
– линия атмосферного давления. Линии
1
и 2
характеризуют соответственно процессы
всасывания и нагнетания, а линии 3
и 4
отражают процессы открытия нагнетательного
и всасывающего клапанов. Наклон этих
линий зависит от величины части хода
поршня
,
в течение которой открывается клапан.
Величина
тем больше, чем тяжелее клапан и чем
быстроходнее насос.
Роторные насосы обычно состоит из трех основных частей – статора (неподвижного корпуса), ротора, жестко связанного с валом насоса и вытеснителя. Особенностью таких насосов, в отличие от поршневых насосов, является отсутствие всасывающих и нагнетательных клапанов.
По виду вытеснителей различают шестеренчатые насосы, пластинчатые или шиберные насосы, винтовые насосы и роторно-поршневые (радиальные и аксиальные) насосы.
Рабочий процесс роторных насосов состоит из трех этапов – заполнение рабочих камер жидкостью, замыкание рабочих камер и их перенос, и вытеснение жидкости из рабочих камер.
Исходя из специфики рабочего процесса, роторные насосы обладают свойствами, отличающими их от поршневых насосов:
– обратимость, т.е. способность роторных насосов работать в качестве гидродвигателей при подводе к ним жидкости под давлением;
– высокая быстроходность (частота вращения вала роторных насосов достигает значений от 2000 до 5000 оборотов в минуту) и более равномерная подача, чем у поршневых насосов.
– способность работать только на чистых, неагрессивных жидкостях, обладающих смазывающими свойствами.
Основные понятия, которые необходимо знать после изучения материала данной лекции:
1 Устройство и принцип действия поршневых насосов;
2 Степень неравномерности подачи. Построение графика подачи;
3 Индикаторная диаграмма;
4 Основные типы роторных насосов, принцип их действия;
5 Особенности работы роторных насосов;
6 Способы регулирования подачи объемных насосов.
Вопросы для самоконтроля.
1. В чем заключается принцип действия поршневых насосов, их классификация, достоинства и недостатки? 2. Приведите основные закономерности движения поршня с кривошипным приводом. 3. От чего зависит подача поршневых насосов. Напишите зависимости для определения подачи насосов простого и многократного действия. 4. Что такое степень неравномерности подачи поршневого насоса? Постройте графики подачи насоса простого, двойного и многократного действия. 5. Для чего служит индикаторная диаграмма? Что называют индикаторной мощностью, индикаторным давлением? Определите объемный, гидравлический и механический коэффициенты полезного действия работу, совершаемую насосом за один двойной ход поршня. 6. Как определить геометрическую высоту всасывания поршневого насоса? От чего зависит величина инерционных потерь напора и как их можно определить? 7. Для чего служат воздушные колпаки? Назовите основные требования, предъявляемые к воздушным колпакам. Приведите схемы колпаков, приемлемых для установки на всасывающем и нагнетательном трубопроводах соответственно. 8. Назовите основные способы регулирования подачи поршневых насосов. 9. Возможна ли совместная работа нескольких насосов, соединенных последовательно и параллельно? 10. Когда применяются диафрагменные насосы? 11. Назовите основные типы роторных насосов. Приведите конструктивные схемы роторных насосов и объясните принцип их работы. 12. Из каких основных этапов состоит рабочий процесс роторных насосов. 13. Что называется рабочим объемом роторных насосов? Напишите формулы для определения подачи роторных насосов и объясните их. Изменением, каких параметров осуществляется регулирование подачи насоса?
Рекомендуемая литература:
Гидравлика, гидравлические машины и гидроприводы /Т.М. Башта, С.С. Руднев, Б.Б. Некрасов и др./ – М.: Машиностроение, 1982. – 423 с., стр. – 275 – 306;
Шлипченко З.С. Насосы, компрессоры и вентиляторы. – Киев: Техника, 1976. – 368 с., стр. – 255 – 300;
Вильнер Я.М., Ковалев Я.Г., Некрасов Б.Б. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам. – Минск: Высшая школа, 1976. – 416 с., - стр. – 236 – 274.
