5.6 Графическое представление изменения напоров в цилиндре насоса

Чтобы выяснить, как изменяется напор в цилиндре насоса в процессе всасывания и нагнетания по длине хода поршня, выразим скорость и ускорение через путь, проходимый поршнем х :

,

откуда и, следовательно, .

Тогда ,.

Уравнение для определения напора всасывания, с учетом отмеченного, принимает вид

.

Обозначим комплексы постоянных величин у составляющих, зависящих от х, через А и В.

.

Изменение напора всасывания отпути, проходимого поршнем, х представлено в таблице 5.2

Таблица 5.2

x
0	const	const	max	0	B
0,5r	-	-	const	0,75A	0,5B
R	-	-	-	A	0
1,5r	-	-	-	0,75A	-0,5B
2r	-	-	-	0	-B

По данным таблицы 5.2 построим зависимости составляющих напора всасывания от длины хода поршня (S=2r), а затем, сложив ординаты слагаемых, получим график изменения напора всасывания по длине хода поршня, как это показано на рисунке 5.19.

Из графика видно, что процесс всасываний происходит при переменном напоре .В начале хода поршня напор , так как в это время имеют место и наибольшие потери в клапанеи наибольший инерционный напор.

Рисунок 5.19

Аналогично рассмотрим уравнение для определения напора нагнетания в зависимости от положения, проводимого поршнем х.

Обозначим комплексы постоянных величин у составляющих, зависящих от х, через Аи В.

.

Изменение напора нагнетания в зависимости от х представим в таблице 5.3.

Таблица 5.3

x
0	const	const	max	0
0,5r	-	-	const	0,75A
R	-	-	-	A	0
1,5r	-	-	-	0,75A
2r	-	-	-	0

По данным таблицы 5.3 построим графики, характеризующее изменение напора нагнетания по длине хода поршня.

Из графика (рисунок 5.20) получаем: напор нагнетания имеет переменное значение по длине хода поршня, наибольшее значение он имеет в начале хода, что объясняется большими потерями в нагнетательных клапанах и большим инерционным напором. В конце хода поршня напор нагнетания уменьшается, так как инерционный напор меняет знак и в это время может произойти отрыв жидкости от поршня (если) с последующим гидравлическим ударом.

Рисунок 5.20

5.7 Условия нормальной работы поршневого насоса

Главным условием нормальной работы насоса является неотрывное движение жидкости за поршнем, а это будет в том случае, если напор всасывания будет величиной положительной и превышающейупругость насыщенных паров перекачиваемой жидкости, а именно:

Учитывая, что напор всасывания насоса имеет минимальное значение в начале хода поршня (рисунок 5.19) приS=0 иV=0, важными факторами, определяющими нормальную работу насоса, будут геометрическая высота всасывания Н_ви число двойных ходов поршняn, на которые можно воздействовать при монтаже и выборе двигателя.

Критическая высота всасывания определяется из условия равенства нулю гидравлических потерь и скоростного напора при V=0 и, тогда из уравнения Бернулли для процесса всасывания имеем

.

Допускаемая высота всасывания должна быть меньше критической:

.

Предельное число двойных ходов поршня определяется при тех же условиях: V=0, ;если расшифровать:

Если насос откачивает воду при нормальных условиях (,t=20⁰С), то допускаемая высота всасывания приблизительно равна 5-6 м.

Для обеспечения нормальной работы поршневого насоса необходимо иметь:

1) наименьшую геометрическую высоту всасывания и возможно короче подводящий трубопровод с малым числом местных сопротивлений;

2) при перекачке легко испаряющихся жидкостей возможность работы насоса с подпором;

3) при больших значениях инерционного напора возможность уменьшить число двойных ходов поршня или установить гасители инерционного напора - пневмокомпенсаторы.