Введение

Гидравлические машины - механизмы, сообщающие протекающей через них жидкости механическую энергию (насос), либо получающие от жидкости часть механической энергии для передачи ее рабочему органу с целью полезного использования (гидравлический двигатель).

Насосы и гидродвигатели применяют в гидропередачах, назначением которых является передача механической энергии от первичного двигателя к исполнительному рабочему органу, а также преобразование вида и скорости движения рабочего органа. Гидропередача состоит из насоса, гидродвигателя, трубопроводов и регулирующей гидроаппаратуры.

В современной технике применяется большое количество разновидностей гидромашин. Однако их можно разделить на два основных класса: лопастные и объемные.

Глава 1. Лопастные гидромашины.

1. Принцип действия и основные параметры лопастных гидромашин.

Рабочим органом лопастной гидромашины является рабочее колесо, снабженное лопастями. Энергия от рабочего колеса жидкости (или, наоборот, от жидкости колесу) передается путем динамического взаимодействия лопастей с обтекающей их жидкостью. при этом происходит перемещение жидкости от центра колеса к его периферии (центробежные насосы) или в осевом направлении (осевые насосы).

1 - подвод ; 2 - рабочее колесо ; 3 - отвод ; 4 - диффузор

Проточная часть насоса состоит из трех основных элементов: подвода, рабочего колеса и отвода. По подводу жидкость поступает в рабочее колесо в осевом направлении. Рабочее колесо состоит из двух дисков, между которыми находятся лопатки, изогнутые чаще всего в сторону, противоположную вращению. В рабочем колесе жидкость движется от оси колеса к его периферии и собирается в улиткообразном отводе. На выходе из отвода устанавливается диффузор для некоторого повышения давления.

Поток жидкости между лопатками характеризуется величиной и направлением абсолютной скорости жидких частиц , которая может быть определена путем сложения окружной скоростирабочего колеса и относительной скорости движения жидких частиц вдоль лопасти.

При большом числе лопастей относительное движение жидкости вдоль лопасти можно рассматривать как струйное и скорости направлены по касательной к лопасти.

Наоснове закона об изменении момента количества движения Эйлером выведено основное уравнение лопастных гидромашин:

- для насоса;

- для турбины.

В турбине происходит обратное движение жидкости от периферии рабочего колеса к его центру.

Мощность, сообщаемая рабочим колесом жидкости:

, где

Q - подача жидкости насосом, м³/с.

2. Центробежные насосы

В технике применяются центробежные насосы самых различных конструкций, классифируемых по следующим признакам:

1) По числу ступеней давления - одноступенчатые, двухступенчатые и многоступенчатые. Состоят из ряда последовательно насаженных на один вал рабочих колес. Жидкость с периферии первого колеса поступает на центр второго и так далее. При этом увеличивается напор (давление) на выходе насоса.

2) Насосы с односторонним и двухсторонним входом. При том же напоре насосы с двухсторонним входом обеспечивают большую подачу жидкость.

3) Насосы с вертикальным и горизонтальным валом. Наиболее распространенным типом центробежного насоса является одноступенчатый насос с односторонним входом и горизонтальным валом.

Работа насоса характеризуется его подачей Q, напором H_H, потребляемой мощностью N_H, коэффициентом полезного действия _H и частотой вращения рабочего колеса.

Мощность насоса равна:

 - кг / м³ ; g - м / с² ; Q - м³ / с ; H_H - м ; N_ТЕОР - Вт

Коэффициент полезного действия насоса учитывает: механические потери, объемные потери и гидравлические потери:

Механические потери обуславливаются трением в подшипниках и в уплотнениях вала рабочего колеса. Характеризуются _М .

Объемные потери связаны с перетеканием жидкости из отвода рабочего колеса через зазоры обратно в подвод. Характеризуется _О .

Гидравлические потери связаны с преодолением жидкостью гидравлического сопротивления аодвода, рабочего колеса и отвода. Характеризуется _Г .

Характеристиками центробежного насоса являются зависимости H_Н(Q), _H(Q), N_H(Q).