3.4.4 Индикаторная диаграмма.

Мощность и КПД насоса

Индикаторная диаграмма насоса — это графическая зависимость изменения давления от времени или перемещения рабочего органа в замкнутом объеме, попеременно сообщаемом с входом и выходом насоса (рис.3.9).

Т

Рис.3.9 Индикаторная диаграмма

еоретическая индикаторная диаграмма представляет собой пря­моугольник abb'a'a, в котором линия аЬ характеризует изменение давления в процессе хода всасывания, а линия b'a' — изменение давления в процессе нагнетания. Нарастание ЬЬ' и падение а'а дав­ления в цилиндре происходят мгновенно. Длина линии аЬ соответ­ствует ходу поршня h.

Индикаторная диаграмма реального рабочего цикла поршневого насоса (сплошные линии) отличается от теоретической из-за податливости стенок цилиндра и сжимаемости жидкости: линии а'а₁ и ЬЬ₁ не вертикальные, а слегка наклонены; начало хода всасы­вания (участок а₁a₂) и начало хода нагнетания (участок Ь₁b₂) сопро­вождаются колебаниями давления жидкости в цилиндре, обусловлен­ными запаздыванием открытия всасывающего и нагнетающего кла­панов.

Площадь  , ограниченная индикаторной диаграммой, выражает в определенном масштабе) работу А, совершенную поршнем за время одного оборота кривошипа,

A=p_ин hS=S,

г

Рис.3.6

де S — площадь поршня; h—ход порш­ня; р_ин — индикаторное давление.

Индикаторная мощность при частота вращения п равна

N_ин =An = p_инhSn =p_инQ_и

где Q_и — идеальная подача насоса. Ин­дикаторным КПД насоса называется отношение полезной мощности насоса и индикаторной мощности, т. е. мощности, развиваемой насосом внутри рабочей камеры

где _о — объемный КПД; _г — гидравлический КПД.

Механический КПД насоса равен отношению индикаторной мощ­ности к мощности насоса:

КПД поршневого насоса

 = _м ₀ _г = _м _ин

3.4.5 Характеристика поршневого насоса. Режим работы насосной установим

Характеристика поршневого насоса — это графическая зависи­мость основных технических показателей от давления при постоянных значениях частоты вращения, вязкости и плотности жидкости на входе в насос (рис.3.10). Ее получают опытным путем на заводских и ла­бораторных стендах.

Режим работы насоса на заданный трубопровод определяется гра­фически точкой пересечения кривой р—Q насоса и характеристики гидросети (рис.3.11).

Рис.3.10

Рис.3.11

3.5 Роторные насосы и гидромоторы

3.5.1 Общие сведения

Роторным называется объемный насос с вращательным и возвратно-поступательным движением рабочих органов независимо от ха­рактера движения ведущего звена насоса. К ним относятся зубчатые (шестеренные), винтовые, шиберные, роторно-поршневые и другие насосы.

Особый характер процессов всасывания и, вытеснения жидкой среды в роторных насосах, перенос рабочих камер с жидкостью из полости всасывания в полость нагнетания позволяет отказаться в конструкции этих насосов от всасывающих и нагнетательных клапанов.

Роторный насос, как правило, состоит из статора (неподвижного корпуса), ротора, жестко связанного с ведущим валом насоса, и вытеснителей. Рабочий процесс роторного насоса можно разделить на три этапа: 1) заполнение рабочих камер жидкостью из полости вса­сывания; 2) замыкание рабочих камер и перенос их из полости вса­сывания в полость нагнетания; 3) вытеснение жидкости из рабочих камер в полость нагнетания.

Конструктивные особенности роторных насосов, их рабочий про­цесс позволяют указать на ряд характерных свойств:

— обратимость — возможность переводить насос в режим гидро­мотора;

— значительная быстроходность (частота вращения ротора может достигать 5000...7000 мин-¹);

— высокая равномерность подачи, обусловленная большим коли­чеством рабочих камер;

— сравнительно малая подача и высокое давление;

— самовсасывание — способность создавать вакуум, достаточный для подъема жидкой среды во всасывающем трубопроводе до уровня расположения насоса (разумеется, в пределах допускаемой высоты всасывания).

Роторные насосы и гидромоторы могут быть регулируемыми, если в их конструкции предусмотрена возможность изменять рабочий объем, или нерегулируемыми.