5.2.2 Неравномерность подачи

Большинству типов роторных насосов свойственна неравномерность подачи. Если при работе насоса его подача колеблется от до, то неарвномерность подачи характеризуют коэффициентом неравномерности подачи

(5.30)

где определяется конструкцией насоса.

Колебания подачи можно графически изобразить для любого типа роторного насоса. Для этого надо воспользоваться формулой для вычисления подачи.

Для шестерёнчатого насоса с колесами одинаковых размеров подача

(5.31)

где R – радиус начальной окружности; h – высота головки зуба; f – расстояние от полюса зацепления до точки касания.

В теории эвольвентных зацеплений доказывается, что f зависит от угла поворота зубчатых колёс.

Уравнение (5.31) в координатной системе представится квадратичной параболой (рис. 5.27).

Рисунок 5.27 График подачи шестеренчатого насоса с внешним зацеплением

Пусть подача первой пары зубьев, находящихся в зацеплении, даёт изменение подачи по ветви ab.

При происходит зацепление некоторого объема жидкости во впадине между зубьями и подача резко снижается по линииbc. Подача, соответствующая точке с , обеспечивается теперь другим зубом колеса.

В связи с увеличением f при изменении угла от допроисходит увеличение подачи до. Заетм, ввиду уменьшенияf произойдет снижение Q и защемление (отчечка) некоторого объема в точке k и т.д. Линия подачи представится совокупностью параболических кривых, показанных на чертеже штриховкой. График указывает на существенное изменение подачи.

Роторные насосы часто применяют в таких системах, где равномерность подачи и давления не имеют большое значение. Для повышения равномерности подачи насосы делают с увеличенным количестовм зубьев, пластин или поршней и конструктивными мерами устранения защемления объемов жидкости во впадинах между зубьями. В некоторых случаях устанавливают воздушные колпаки.

5.2.3 Мощность и кпд

В зависимости от подачи и давления, создаваемых роторными насосами, мощность их определяется формулой

. (5.32)

В роторных насосах основное значение имеют объемные потери и потери, обусловленные механическим трением. Потери энергии, обусловленные трением жидкости здесь незначительны и практического значения могут не иметь. Следовательно,

(5.33)

Внутренние объемные потери определяются типом насоса, шириной зазоров, вязкостью жидкости и давлением, которое создает насос.

Ширина зазоров оказывает существенное влияние на объем жидкости, циркулирующей внутри насоса; износ элементов насоса, связанный с увеличением зазора, снижает объемный КПД и энергетическую эффективность насоса.

Вязкость жидкости непосредственно влияет на гидравлические сопротивления потоков в зазорах. Чем больше вязкость, тем меньше утечки через зазоры и выше объемный КПД.

Механические потери энергии, оцениваемые , зависят главным образом от сил трения между деталями насосов. Основной фактор, влияющий на- давление, создаваемое насосом. Если давление повышается, но не превосходит некоторого предела, тоувеличивается; это объясняется тем, что силы трения возрастают медленнее, чем увеличивается полезная мощность насоса. При повышении давления сверх некоторого значения давления начинает уменьшатся вследствие выдавливания жидкости с трущихся поверхностей. Такие режимы нежелательны ввиду значительного износа.

На влияют вязкость. И следовательно температура жидкости. Чем выше вязкость, тем интенсивнее трение в тонком слое жидкости, разделяющем движущие поверхности, и меньше. При малой вязкости (высокая температура жидкости) механический КПД увеличивается. Но при этом возникает опасность выдавливания жидкости и возникновение сухого и полусухого трения, вызывающего износ. Поэтому для роторных насосов разных типов существует максимальная температура жидкости, превышение которой в эксплуатации недопустимо.

Механическое трение в роторных насосах проявляется в сальниках, подшипниках, между зубьями и винтовыми поверхностями рабочих элементов, в пазах роторов пластинчатых насосов и т.д.

Для нормальных условий работы роторных насосов

.