II Методические указания к выполнению практических работ Практическая работа № 1

Тема: Определение высоты всасывания поршневого насоса

Цели работы:

формирование умения определять значение допускаемой высоты всасывания поршневого насоса;

в результате анализа полученных результатов определять факторы, влияющие на высоту всасывания;

определять схему расположения насоса относительно приемной емкости.

Общие сведения

Под процессом всасывания понимается захват жидкости из приемной емкости и поступление ее в цилиндр насоса через всасывающий клапан. В большинстве случаев приемная емкость установлена ниже уровня насоса (рис. 1.1). Во время процесса всасывания, в цилиндре насоса и во всасывающей трубе создается разряжение, и под влиянием внешнего атмосферного давления Р₀ и разряжения внутри цилиндра Р_ВС, жидкость из емкости поднимается в цилиндр, открывая всасывающий клапан. Работа всасывания определяется энергией, соответствующей разности этих давлений:

Эта энергия расходуется на преодоление высоты всасывания, гидравлических потерь во всасывающем трубопроводе, преодоление сил инерции жидкости, а также поднятие всасывающего клапана.

Общее уравнение всасывания:

Степень разряжения в цилиндре Р_В не может быть меньше упругости паров перекачиваемой жидкости, т.к. выделение газов и паров при этом приведет к срыву процесса нагнетания.

Для подсчета высоты всасывания Н_В предлагается выражение, выведенное из условия, что гидравлические сопротивления во всасывающей линии достаточно малы, вследствие ее небольшой длины и прямолинейности. Основные же потери энергии, связаны с преодолением сил инерции жидкости во всасывающем трубопроводе.

Задание

Определить допускаемую высоту всасывания поршневого насоса, пользуясь данными таблицы 1.1.

Рисунок 1.1 Схема расположения насоса

Пример выполнения задания

Исходные данные:

- тип насоса ЗИФ-Р-200/40,

- частота вращения кривошипного вала насоса n = 81 мин^-1,

- допустимое разряжение в полости цилиндра Р_В = 0,0266 МПа,

- диаметр D_В = 75 мм и длина l_В = 6 м всасывающей линии,

- диаметр цилиндра D_ц = 85 мм и длина хода поршня S = 140 мм насоса,

- плотность, перекачиваемой жидкости  = 1050 кг/м³,

- потери напора на поднятие всасывающего клапана h_к = 0,5 м (для всех вариантов).

Определение высоты всасывания производится по следующей формуле:

=

=

где P₀ – атмосферное давление, P₀ = 10⁵ Па

= - длина кривошипа;

= - приведенная длина всасывающей линии;

- площадь поршня;

- площадь живого сечения всасывающей трубы.

Произведя вычисления и получив ответ, проанализировать, как располагаются между собой приемная емкость и насос, а также изобразить схему (рис. 1.2) их взаимного размещения с указанием размеров.

Заключение: высота всасывания имеет положительное значение, следовательно, приемная емкость может находиться ниже оси цилиндров насоса, на высоту всасывания в данном случае оказало большое влияние значительное число двойных ходов и высокая плотность жидкости.

Рисунок 1.2 Схема расположения насоса и емкости

Контрольные вопросы:

1. От чего зависит подача поршневого насоса?

2. Как определяется объемный коэффициент подачи?

3. Как изменяется скорость движения поршня в течении хода?

4. От чего зависит допустимый вакуум в цилиндре?

5. Каким образом число двойных ходов поршня влияет на высоту

всасывания?

6. Как понимать отрицательное значение высоты всасывания?

Таблица 1.1

№ варианта	Тип насоса	Dц, мм	n, мин-1	S, мм	ρ, кг/м3	Рв, МПа	Dв, м	LB, м
1	ЗИФ-20	85	85	140	1176	0,0266	100	5
2	9МГр	100	90	250	1150	0,0239	150	8
3		115	55		1254
4		125	55		1000
5	13Гр	100	70	250	1156	0,024	150	7
6		115
7		130
8		140
9	У8-6	200	65	400	1234	0,032	275	4
10		160
11		130
12	БРН-1	180	72	300	1125	0,018	200	6
13		150
14		130
15	НП-100	125	60,3	125	1050	0,02	100	7
16			88,3
17			134,3
18			206