Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Петрина, Н. П. Объемные гидромашины (насосы и двигатели)

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

21.10.2023

Размер:

8.93 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 258 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

ротов ротора п об/мин, получим

				Q		_ г-, _		п	м3
		ж А г						60	"С"	'
				т	с р =						( 2 Л З )
где	F= —ц—		-	площадь		поршня		(плунжера);
	S = 2Rtgji> -			длина хода поршня;
			R - радиус окружности, на которой находятся
				оси поршней;
	Ji=Z.EDCугол наклона шайбы.
	У р о т о р н о - п о р ш н е в ы х									р а д и а л ь
н ы х		н а с о с о в			(рис.		2.9)		длина хода поршня равна
двум эксцентриситетам					5=	2 6 ,	а остальные			величины те	же,
что	и у	аксиальных роторно-поршневых. Поэтому уравнения
(2.12) и (2.13)				справедливы и для					радиально-поршневых		насо
сов.

2. Мгновенная теоретическая подача - это подача, опре деляемая за бесконечно малый промежуток времени, когда учитывается истинная скорость (характер движения жидкости)

вцилиндре.

А.Подача кривошипно-поршневого насоса простого дейст вия. С целью выявления истинной скорости жидкости и опреде ления мгновенной (истинной) теоретической подачи примем

следующие	обозначения	(рис.		2 . 1 ) : V -		радиус		кривошипа;
i - длина шатуна; со		-	угловая		скорость	кривошипа и			ф —
угол поворота кривошипа. Пренебрегая косвенным влиянием
длины шатуна» напишем уравнение					пути поршня		х.	в зависимо
сти от угла поворота		кривошипа			ф
	Х = г ( ^ - С 0 5 Ц ) > ) ,								(2.14)
чему соответствует уравнение				скорости движения поршня
	С ~		т1 со sin		Ц> .				(2.15)
На основании уравнения неразрывности можно получить
следующее	выражение для		м г н о в е н н о й					т е о р е т и
ч е с к о й	п о д а ч и			н а с о с а			простого		дейст
вия:

		fJin		(2.16)
Q T = F c = F r w s m i p = F r - 3 Q - s t r i ( { ) ,				(2.16)
Q T = F c = F r w s m i p = F r - 3 Q - s t r i ( { ) ,
что справедливо как для процесса всасывания, так и для
процесса нагнетания.
На основании уравнения		(2.16) построен	график	теорети
ческой подачи насоса простого действия (рис. 2 . I I ) , где
а		i
а		71[\
	71	71[\		L
"\	К 7'	Q T \ V	QT№	\ Й
) 1	0	Е	%	М ф
		51	%

Рис. 2 . I I . График Q.T во всасывающем или напорном трубопроводах в зависимости от угла поворота

кривошипа tf.

синусоидой ODE представлен характер изменения мгновенной подачи насоса в зависимости от угла поворота кривошипа Ц).

Если эта	синусоида относится к всасывающему трубопроводу,
т. е. к первой половине оборота		вала 0 — а - 1 , то	за	вторую
половину	оборота вала Т-Ь-][	движения жидкости	в	этом

трубопроводе не будет, что показано линией ЕМ. Таким обра

зом, графиком подачи рассматриваемого				насоса является линия
0DEM .	Площадь	под синусоидой	ODE	представляет собой
подачу насоса за половину оборота вала. Действительно,
		Q T dt=dV - Т 7			(2.17)
где (}т =1?г$'тф		и d t = d-Ф	Тогда	уравнение	(2.17)
примет	вид
		d V T = F r s i n q > dip 7
откуда
		Fv slnq>d<p=2rF=FS			(2.18)

что раньше уже было доказано.

Подача насоса простого действия весьма неравномерна и


изменяется от Q T m a x = F ' T o o				до Q T = 0 .
Если	отнести		подачу за один оборот V = F 5			к обеим
полостям насосаjприняв за постоянную среднюю скорость
поршня (вместо истинной), то получим график подачи в виде
прямой линии		K L ; ординаты ее		представляли	бы среднюю подачу
по уравнению		(2.6) , которое можно записать			так:
Изменение мгновенной подачи от наименьшейGL .до наиболь-
шей Q , _ ^ v		называется п у л ь с а ц и е й				п о д а ч и ;
М. МИЛА			"
ее мерой является			к о э ф ф и ц и е н т		или	с т е
п е н ь	н е р а в н о м е р н о с т и				п о д а ч и .
Отношение максимальной мгновенной подачи Q T r T m						к средней

подаче за один оборот вала QT - C p называется степенью нерав

номерности подачи насоса и выражается формулой		,0 т о ч
Qtmax		,0 т о ч
Г П = — f t	j	(2.19)
U-rcp
что для насоса простого действия равно

& f r . m a x _ F r u j 2 K

т	п	—	ЕГс		— 3) ^ .
т
	* гг. ср		F	5 со	'
Для уменьшения периодического				изменения величины подачи

(пульсаций подачи) у приводных и прдаодействующих насосов

увеличивают		кратность действия,	но	обычно не более чем до
четырех.
Б. Подача насоса двукратного			действия. График подачи
одноцилиндрового насоса двукратного действия представлен
на рис.	2 . I I двумя синусоидами; ODE			и ЕРМ • для этого на
с о с а т ь	1,5.На рис.2.12,а и 2.12,6			изображены графики по
дачи насосов трехкратного и четырехкратного					действия, для
которых	соответственно m л* 1,05		и т * 1 , 1 .		Несмотря на то,
что у насосов		трехкратного действия степень			неравномерности

меньше, чем у насосов четырехкратного действия, на практике

все же большей частью применяют двухцилиндровые насосы че72

тырехкратного действия, имеющие меньшие веса и размеры.

В. Подача прямодействующего насоса. Для прямодействую


щих насосов уравнение движения (2.14) неприменимо,		так как
у них путь поршня	х определяется характером расширения
пара в цилиндрах паровой поршневой машины. На рис.		2.12,в
показано изменение	пути поршней ж coca в зависимости от

времени (рабочего цикла или периода работы). Это изменение получено опытным путем. Почти на всей длине хода поршня его скорость постоянна, что видно из диаграммы, где

dx .

Только в крайних положениях, в области точек а, и Ъ } где меняется направление движения поршня, наблюдается изме нение скорости.

Таким образом, у этих насосов скорость поршня меняется в меньшей степени, чем у кривошипно—поршневых,и кроме того, благодаря соответствующему устройству парораспределения, поршни задерживаются на 0,1 - 0,3 сек в своих крайних положе ниях (отрезки а— Ь ) , что улучшает посадку клапанов.

На кораблях применяются главным образом двухцилиндровые прямодействующие насосы четырехкратного действия, степень неравномерности подачи которых составляет т-*> 1,08*1,1 . Эта степень неравномерности практически такая же, как и у приводных насосов четырехкратного действия, и для многих технических целей вполне достаточна. Поэтому у корабельных тихоходных насосов с короткими трубопроводами часто отсут ствуют воздушные колпаки.

Г. Подача кривошипно-поршневого насоса многократного действия. Уравнение мгновенной подачи этого насоса можно получить на основании его конструктивной схемы и кинематики шатунно-кривошипного механизма.

Угод между смежными кривошипами равен углу смещения фаз работы поршней (плунжеров):

где Z - число поршней. Поэтому для какого-то момзнта времени подача первого цилиндра

Q4 X =Fru>ain<p,

для того же момента времени подача второго цилиндра

Q 4 T = F r со sin (ф +.сх),

для	третьего	Qsr-Fr	со sin (ф+ fcoO).

	Подача насоса - это сумма подач цилиндров,			которые одно
временно находятся в рабочей зоне (на стороне				всасывания
или нагнетания),		т, е .
	QT =Fru)[sin(p4-stn(4J-»-A)+sln(cf+2a)+...].				(2.20)
	Такой же вид уравнешя можно получить и для роторных
насосов.
	Д. Подача роторно-пордиевого аксиального насоса. Относи
тельная скорость		поршня аксиально-поршневого насоса
(рис. 2.10) равна
		с ~	W
где	И - ход поршня,максимальная величина которого равна
3 .	При повороте	кривошипа OA на угол ф точка А в проек
ции на ось 0 - Х		пройдет	путь

х= В В » 0 Б - 0 В = г - г cos ф.

Так как точки А и В лежат в одной плоскости, то h * BD slnp • v ( i - cos ф) slnjb

или

h=(?(i-cosq>)tgjb,

так как	9	- г	с о ъ р 1 .
Следовательно,
c « R c u t g jb в1пф ?
А Для простоты рассуждений допущено, что точка			к движется
по окружности радиуса г .	В ряде конструкций	эта точка

описывает эдхкпс. Сделанное наше допущение большого практи ческого значения не имэет.

где

d t	30
Теоретическая мгновенная подача роторно-поршневого акси
ального насоса а соответствии с уравнением (2.20)							будет
Q T =FRu>tgj 5 [slntp+sLndf-t			3Hsln(ip+2<x)+...] (2.21)
или	QT =FRootgjb£suup.
	QT =FRootgjb£suup.
Е. Подача радиального роторно-поршневого насоса. Для
определения мгновенной подачи радиально-поршневого насоса
воспользуемся его принципиальной		кинематической схемой
			(рис.	2 . 13),		где условно
			обозначено:
				0 -	центр ротора
			(вала)	насоса,			QA -
			центр	направляющего
			кольца,		R-	радиус
			направляющего кольца,
			V -	радиус		ротора,
			в -	эксцентриситет,
			h=" АВ - ход поршня,
			ф - угол		поворота ро
			тора,	оо -		угловая
			скорость		ротора.
			На основании
Рис. 2 . 13 . Кинематическая схема			теоремы о косоуголь
роторно-поршневого	радиального		ном треугольнике на
насоса (см.сноску	2 на стр.80)		ном треугольнике на
насоса (см.сноску	2 на стр.80)		пишем
			пишем
				о			(2.22)
А0?=А04- -00?- •2A0-OO4 cos0eO°-<p)							(2.22)
Имея в виду, что
А0 1 =Я=т+а - , A 0 = r + h - 0 0 ^ = 6		и	cos(l&0°-cp>=-cosq>,
перепишем формулу (2.22) следующим образом:

(тч-е)2 = (r+hf+e2 -2e(r+h)cos4>,

апосле преобразования получим квадратное уравнение

пг +2и(г+есо5ф)+2ег(соэч>-1)=0,

откуда получим уравнение движения плунжера:
Ь=-(у+2C0S4>)+	\/[У+ & costpf-2er (COSlp-l) =	(2.23)

= - ( r + e c o s 4 > ) + l / r 2 + e z c o s 2 i p + 2 e r •

Относительную скорость плунжера получим, взяв первую

производную пути поршня							h	по времени t :
		d h					dip	e2 cos<psinip
		d t		•=е sin ц> ——						—	•
	С				b	a , , , ,	, f d t		/r*+e e cD5 a if+2&T«
Последний член обычно не больше 0,09, поэтому после
упрощений получим уравнение скорости плунжера в виде
						CwcAJBSlncp .					(2.24)
Из этого уравнения следует, что относительная скорость
"плунжера		имеет синусоидальный									1018%
характер, как и для всех преды

дущих насосов. Поэтому и для
радиального			роторно-поршневого
насоса	справедливо					уравнение
( 2 , 2 0 ) ,	где		вместо			г»	надо
принять	е •
На рис.			2.14 показаны гра								Ш6,1%
фики подачи роторных насосов								с
											100%
различным числом					поршней z ,

в функции от угла поворота											83,8%
ротора	ф .		В качестве				специфи-
кационной		(номинальной)					подачи
принята средняя подача QC J ) =
= 100%. Ординаты заштрихован
ных площадей			показывают				харак
тер пульсации подачи относи
тельно ее		средней				величины.
Чем больше число					поршней.тем			^	2 Л 4 > Г	р а ф и к й ш	д а ч и
меньше амплитуда и больше часто-									роторных	насосов
та пульсаций			подачи. Амплитуда

пульсаций подачи при нечетном числе поршней меньше, чем при четном.

Следствием пульсаций подачи являются пульсации давления.

§ 2 . 4 , Силы и моменты роторно-поршневых гидромашин (насосов и двигателей)

Наиболее распространенные насосы являются обратимыми гидромашинами, т. е. одна и та же машина может работать в качестве или генератора, или двигателя.

Поршневые, шестеренные, винтовые и лопастные (центро бежные, осевые) насосы могут работать в качестве двигателей. Ввиду обратимости гидромашин, для краткости изложения, общие вопросы их теории и устройства рассматриваются приме нительно к насосам. Отличие гидродвигателей (моторов) от насосов (генераторов) обуславливается условиями пуска. Гидродвигатели в отличие от насосов должны пускаться в дей ствие под нагрузкой. Поэтому в гидродвигателях узлы меха нического трения должны иметь небольшое трение и хорошо смазываться - скользящие поверхности должны смазываться под давлением или заменяться подшипниками (опорами) каче ния.

Рассмотрим основные силы и моменты, являющиеся следст вием гидростатического давления жидкости в цилиндрах гидро машин. &ергетическое действие сил трения и инерции учиты вается механическим к. п. д . гидромашины.

I . Силы и моменты аксиальных гидромашин

А. Действие машины в качестве насоса (генераторный режим). При вращении ротора с угловой скоростью о о н (рис. 2.15) каждый поршень, находящийся в области нагнета

ния (на дуге ABD), вытесняет и\| своего			цилиндра жидкость
и давит на нее с силой	р=р^г- ?	что	вызывает реакцию
78	4

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 258 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ