4 Графоаналитическое определение возможности совместной работы двигателя и пожарного насоса

Для проверки возможности работы двигателя с пожар­ным насосом на номинальном режиме необходимо рассмотреть совместную характеристику работы

насоса и двигателя.

Для этого необходимо найти мощность в кВт, потребляемую насосом при номинальной частоте вращения n^/[1], которая рассчитывается по формуле

N^/ = -8,85*10^-3Q² + 1,33Q + 22,78

Мощность, отбираемая от двигателя на привод пожарного насоса, должна учитывать потери в трансмиссии. Эта мощность на первичном валу коробки передач N'_пв определяется по формуле

N'_пв = N'/η_тр

где η_тр - коэффициент полезного действия трансмиссии, определяемый в соответствии со схемой трансмиссии с учетом КПД ее элементов.

η_тр = η²_зη²_квη_по

где η_з - КПД зацепления зубчатых колес с учетом потерь в подшипниках,

η_з = 0,97;

η_кв - КТЩ карданного вала,

η_кв = 0,99;

η_по - КПД промежуточной опоры,

η_по = 0,99.

η_тр= 0,972*0,992*0,99=0,91

N^/₁ = -8,85*10^-3*0² + 1,33*0 + 22,78 = 22,78 кВт

N^/₂ = -8,85*10^-3*10² + 1,33*10 + 22,78 = 35,2кВт

N^/₃ = -8,85*10^-3*30² + 1,33*30 + 22,78 = 54,72 кВт

N^/₄ = -8,85*10^-3*40² + 1,33*40 + 22,78 = 61,82 кВт

N^/₅ = -8,85*10^-3*50² + 1,33*50 + 22,78 = 67,6кВт

N'_пв1= 22,78 / 0,91 = 25,03 кВт

N'_пв2= 35,2/ 0,91 = 38,7 кВт

N'_пв3= 55,72/ 0,91 = 61,29 кВт

N'_пв4= 61,82/ 0,91 = 67,93 кВт

N'_пв5= 67,6/ 0,91 = 74,3 кВт

Зависимость N^/_пв = f(Q) строится в четвертом квадранте (приложение А).

Далее следует построить в третьей квадранте рассчитанную ранее внешнюю скоростную характеристику двигателя с учетом потерь на привод агрегатов.

Для определения запаса мощности на номинальном режиме работы насоса необходимо провести прямую линию из точки Q_ном = 40 л/с на оси Q до пересечения с кривой N_пв^/ – Q. Из полученной точки проводится прямая до пересечения с прямой, проведенной из точки с значением п^/_дв, как показано на рис. 1. После этого проверяется запас мощности двигателя, который должен быть не менее 8% значения номинальной мощности, потребляемой насосом.

Мощность, необходимая для привода насоса с частотой вращения п₂^// = 2900 об/мин, определяется с использованием теории подобия по следующей формуле

N^/_пв / N^//_пв = (n^/₂ / n^//₂)³

N^//_пв = (n^//3* N^/_пв )/n^/3

N^//_{пв 1}= 2900³*25,03 /2700³ = 31,01 кВт

N^//_{пв 2}= 2900³*38,7 /2700³ = 47,95 кВт

N^//_{пв 3}= 2900³*61,29 /2700³ = 75,9 кВт

N^//_{пв 4}= 2900³*67,97 /2700³ = 84,17 кВт

N^//_{пв 5}= 2900³*74,3 /2700³ =92,06 кВт

Полученная зависимость строится в четвертом квадран­те. Оценку возможности работы двигателя, имеющего износ, для привода насоса в заданной насосно-рукавной системе рассмотрим для частоты вращения вала насоса n^//₂. Для этого необходимо выполнить следующие построения:

а) из точки Q_p^// провести прямую линию до пересечения с кривой N^//_пв = f(Q). Полученное значение мощности будет соответствовать мощности, отбираемой от двигателя для привода насоса с частотой вращения п₂^// = 2900 об/мин;

б) частота вращения вала двигателя п₁^// для привода насоса с частотой вращения п₂^// определяется по формуле

п₁^// = п_дв^// n_ном

i = 0.75*n_N/n_ном

i = 0,75*4400/2700 = 1,22

n_дв = i * n_nom =1,22*2900=3544

На оси абсцисс в третьем квадранте в масштабе откладываем значение полученной частоты вращения вала двигателя п₁^// и из этой точки проводим прямую линию, параллельную оси ординат, до пересечения с прямой, проведенной из точки N_p^//. Точку пересечения этих линий обозначим К. Если точка К находится выше кривой мощности двигателя N, то такой двигатель в состоянии обеспечить работу заданной насосно-рукавной системы, если ниже, то такой двигатель не может обеспечить работу заданной насосно-рукавной системы.

Список используемых источников

1. Методические указания к выполнению расчетно-графической работы по дисциплине «Пожарная техника»

2. Пожарная техника //Под ред. М.Д. Безбородько ВИПТШ МВД СССР, 1989. - 336 с.