Паровые прямодействующие насосы отличают еще и другие преимущества: простота конструкции; простая регулировка подачи - большим или меньшим открытием паровпускного вентиля; отсутствие пожарной опасности при установке в огнеопасных помещениях и при перекачке легковоспламеняющихся жидкостей.
Недостатками поршневых насосов являются:
а) тихоходность, а следовательно, большие габариты большая масса и высокая стоимость:
б) неравномерность подачи и пульсация давлений во всасывающей и нагнетательной линиях.
Теоретическая подача не зависит от напора, развиваемого насосом. Действительная подача с ростом напора, несколько снижается так как при этом будут возрастать утечки. Таким образом, характеристика поршневого насоса представляет собой слабо отклоняющуюся от вертикали кривую (рисунок 6.5).
H |
|
1 |
2 |
VC |
q |
VCT |
VC |
Рисунок 6.5 – Напорная характеристика поршневого насоса:
1 - действительнаяподача;2 - теоретическая подача
29. Неравномерность подачи в поршневом насосе. Регулирование подачи.
Скорость поршня, приводимого в движение кривошипно – шатунным механизмом не является постоянной. Она изменяется от нуля (в левом и правом крайних положениях) до своего максимального значения (в среднем положении поршня). При этом из теории работы кривошипно – шатунного механизма, скорость поступательного движения поршня изменяется пропорционально синусу угла поворота кривошипа α. Жидкость следует за поршнем безотрывно, поэтому подача насоса простого действия будет изменяться как это показано на рисунке 6.6а.
VC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Vcmax |
|
|
Т |
|
|
|
Vcmin |
|
|
|
|
|
|
|
Т/2 |
|
Т |
Рисунок 6.6 –Графики подачи |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
a |
||
|
|
|
|
|
||
VC |
|
|
|
|
|
поршневых насосов одинарного |
|
|
|
|
действия |
||
Vcmax |
|
|
|
|
а)–одноцилиндрового; б)– |
|
|
|
|
|
|
|
двухцилиндрового |
Vcmin |
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
Т |
|
||
|
|
|
|
|
||
Неравномерностьподачи насоса приводит к неравномерности движения жидкости по трубам появлению гидроударов.
инерционные напоры могут достичь больших значений, приведя к недопустимым повышениям или понижениям напора в трубопроводах и вызвав наступление кавитации. Для более равномерного движения жидкости, уменьшения влияния инерционных напоров на. всасывающих и нагнетательных трубопроводах, работающих совместно с поршневыми насосами, ставят воздушные колпаки или демпферы. Их устанавливают, как на входе в насос, так и на выходе из него. Воздушный колпак представляет собой буферную промежуточную емкость около 50% ее объема занимает воздух.
При ускорении движения поршня, когда в насос через воздушный колпак поступает наибольшее количество жидкости, или выталкивается из насоса воздух, находящийся в колпаке сжимается. При этом давление изменяется не значительно (поскольку его объем значительно больше объема поступающей жидкости). Движение жидкости во всасывающем или нагнетательном трубопроводе становится более равномерным.
Регулирование подачи поршневых насосов
Характеристика поршневых насосов имеет вид слабо отклоняющейся от вертикали кривой (см. рисунок 6.8). Поскольку рабочая точка лежит на пересечении характеристик насоса и трубопровода, то регулировать подачу насоса изменением характеристики трубопровода практически невозможно. При увеличении сопротивления трубопровода будет возрастать давление в нагнетательном трубопроводе и практически не будет изменяться подача. Регулировать подачу поршневых насосов прикрытием задвижки на нагнетательной линии запрещено.
Регулирование подачи поршневых насосов осуществляется изменением характеристики насоса. Подачу насоса можно регулировать, меняя число ходов поршня или длину хода поршня. У приводных насосов число ходов поршня можно менять путем изменения передаточного числа редуктора, а ход поршня - изменением радиуса кривошипа.
Регулирование подачи поршневых насосов изменением числа ходов
поршня или хода поршня показано на рисунке 6.8а. При этом рабочая точка |
|||||||||
( |
> ) |
|
m |
H |
HП=HГ+kVCm |
||||
перемещается по характеристике трубопровода. Поэтому при снижении |
|||||||||
подачи |
|
|
|
уменьшается и напор (HB<H A ). |
|||||
H |
|
|
HП=HГ+kVC |
|
|
HB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
HB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HA |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
VCA VCB VC |
|
VCA VCB VC |
a) |
|
б) |
Рисунок 6.8 – Способы регулирования подачи поршневых насосов а) – изменением числа ходов поршня или длины хода поршня; б) – перепуском (байпасированием) части жидкости из напорного
трубопровода во всасывающий Для кратковременного уменьшения подачи применяется регулирование
поршневых насосов созданием запланированных утечек путем перепуска части жидкости из напорного трубопровода во всасывающий по отводной (байпасной) линии. Этот способ регулирования показан на рисунке 6.8б. Уменьшение подачи сопровождается уменьшением напора насоса.
30. Осевые вентиляторы. Устройство, принцип действия, графические характеристики.
Для подачи больших объемов газа при малых напорах нашли применение осевые вентиляторы, состоящие из корпуса 1(рисунок 7.4) и рабочегоколесанаступицекоторогозакрепленылопасти2(счисломлопастей от 2 до 16).
3 2
5
6
Рисунок 7.4 – Схема и общий вид осевого вентилятора
1 – корпус; 2 – ступица рабочего колеса; 3 – лопасти колеса; 4 – электродвигатель; 5 – опорная конструкция под электродвигатель; 6 – рама вентилятора.
При вращении колеса газ поступает в корпус по оси вентилятора. Под воздействием лопаток приобретает кинетическую энергию и покидает корпус вентилятора. На ступице 2 лопатки установлены под углом относительно оси
иимеют форму, напоминающую по профилю лопасть винта самолета.
Кчислу достоинств осевых вентиляторов относится прямоточное движение газа вдоль оси вентилятора, отсутствие резкого изменения направления потока, компактность и реверсивность. Коэффициент полезного действия этих вентиляторов выше, чем у центробежных.
Подобноосевымнасосамосевыевентиляторыимеютширокуюобласть не устойчивой работы, круто падающую нисходящую ветвь напорной характеристики (рисунок 5.2а) и кривой зависимости КПД от производительности и напора (рисунок 5.2б).
31. Центробежные вентиляторы. Устройство, принцип действия, графические характеристики. Треугольники скоростей вентиляторов.
Центробежные вентиляторы условно делят на три группы по величине развиваемого давления. Первая группа - вентиляторы низкого давления (p<103Н/м2), вторая – группа вентиляторы среднего давления (103 < p < 3·103Н/м2), третья – вентиляторы высокого давления (p =3·103÷104Н/м2).
В спиралеобразном корпусе вентилятора 8 (рисунок 7.2) вращается рабочее колесо 9 в виде барабана с большим количеством лопаток 2. Отношение ширины лопатки к ее длине зависит от развиваемого давления и является наименьшим для вентиляторов высокого давления. Газ поступает в вентилятор по центральному патрубку 1 и покидает вентилятор по тангенциально расположенному нагнетательному патрубку 4.
Рисунок 7.2 – Схема и общий вид центробежного вентилятора.
1 – входной патрубок вентилятора; 2 – лопатки рабочего колеса; 3 – порог; 4 – нагнетательный патрубок; 5 – посадочная втулка рабочего колеса; 6
– вал привода; 7 – ведущий диск рабочего колеса; 8 – серповидный канал вентилятора; 9 – ведомый диск рабочего колеса.
Лопатки вентилятора обычно выполняют загнутыми вперед (угол или загнутыми назад по направлению вращения колеса.
При лопатках, загнутых вперед, заданный напор получают при меньшей
окружнойскоростиколеса,соответственноприменьшемегодиаметречемпри |
||||
скоростных2и= 90 |
|
|
|
|
лопатках, загнутых назад. |
|
|
||
При |
|
полный теоретический напор складывается из одинаковых |
||
|
потенциальных напоров т.е. кинетическая и потенциальная |
|||
энергии распределяются поровну. При уменьшении угла |
|
полный |
||
|
|
|
растет. |
|
теоретический напор падает, но доля в нем статического напора2 < 90 |
|
|||
Для |
вентиляторов высокого давления выгоднее применять рабочие |
|||
колеса с лопатками, загнутыми назад, такие колеса создают наибольший статический напор или развивают максимальное давление. Таким образом рабочие колеса с лопатками, загнутыми вперед, применяются в вентиляторах низкого и среднего давления. Где необходима значительная производительность, а развиваемое давление играет меньшую роль.
|
c |
w |
w |
u |
|
|
β2 |
w |
c |
β |
u |
|
|
|
|
|
u |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
β2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω |
|
ω |
2 |
< 90 |
2 |
> 90 |
ω |
лопатки ( 2 = 90 ); в – лопатки загнуты в сторону |
|
||||||||
Рисунок 7.3 – Треугольники скоростей для различных типов лопаток |
|||||||||
а – лопатки отогнуты в сторону вращения ( |
|
|
); б – радиальные |
||||||
|
|
|
|
|
вращения ( |
|
). |
||