3.2 Основные технические показатели гидромашин

Из всего многообразия технических показателей гидромашин ос­тановимся на важнейших.

Объемная подача насоса Q —это отношение объема подаваемой жидкой среды ко времени.

Идеальная подача насоса Q_и — представляет собой сумму подачи и объемных потерь насоса.

Рабочий объем насоса V₀ (для объемных насосов) — это разность наибольшего и наименьшего значений замкнутого объема за оборот или двойной ход рабочего органа насоса.

Напор насоса Н — величина, определяемая зависимостью

,

где Р — давление насоса, Па; — плотность жидкой среды, кг/ м³;

g— ускорение свободного падения, м/ с².

При решении практических задач напор насоса часто определяют по выражению

или по формуле

где z_к и z_н— высота центра тяжести се­чения выхода и входа в насос, м;

Р_к и Р_н — давление на выходе и на входе в насос, Па;

Рис.1.2

_к и _н — скорость жидкой среды на выходе и на

входе в насос,м/с;

Рис. 3.2 Р_ман и Р_вак — давление на выходе и вакуум на входе в насос, Па;

z — расстояние по вертикали между точкой подключения вакуумметра и центром манометра, м (рис. 3.2).

Давление насоса Р — это величина, определяемая зависимостью

Напор жидкой среды Н_гм, воспринимаемый гидромотором, вычис­ляется, с той, однако, разницей, что вход считается выходом, а выход — входом.

Перепад давления в гидромоторе

Р_гм = Р₁ – Р₂

или

Р_гм = gН_гм

где Р₁ и Р₂ —давление на входе и выходе гидромотора, Па.

Идеальная подача жидкой среды определяется геометрическими размерами и частотой вращения (скоростью движения) рабочих орга­нов, а также конструктивными факторами:

для динамических насосов

Q_н = kR₂n

где k — конструктивный параметр; R₂ — радиус рабочего колеса на выходе потока жидкой среды; n — частота вращения рабочего колеса;

для объемных насосов

Q_н = V_on

где V_o — рабочий объем насоса.

Полезная мощность насоса N_п — это мощность, сообщаемая на­сосом подаваемой жидкой среде,

N_п = РQ = pgQH.

Мощность, потребляемая насосом, вычисляется по формуле

N = M

где М — крутящий момент на валу насоса;  — угловая скорость вращения вала.

Мощность насоса N больше полезной мощности N_п вследствие неизбежных потерь внутри насоса. Эффективность конструкции определяется КПД насоса – отношением полезной мощности к мощности насоса:

или

Данная зависимость, дает возможность подобрать двигатель для привода насоса и рассчитать мощность, необходимую для его работы. Для гидромоторов выражения для мощности несколько иные. Полезная мощность гидромотора

N_п = М_гм 

где М_гм — момент на выходном звене гидромотора;  — угловая скорость выходного звена — вала.

Мощность гидромотора

N = pgQH_гм = Р_гмQ

где Р_гм — перепад давлений в гидромоторе.

Объемный расход Q гидромотора всегда больше, чем идеальный расход Q_и„ так как в отличие от насоса объемные потери гидромо­тора направлены в ту же сторону, что и основной поток жидкой среды. Поэтому объемный КПД гидромотора выразится следующим образом:

где q_ym — объемные потери в гидромоторе (утечки).