- •Г.А.Чумаков, к.В.Луняка, с.В.Кривенко
- •Гідравліка і гідропневмопривод
- •Курс лекцій
- •Навчальний посібник
- •Херсон - 2006
- •Гідростатика
- •1.1. Основні фізичні властивості рідин
- •1.1.1. Густина й питома вага
- •1.1.2. Здатність до стиску та температурне розширення рідин
- •1.1.3. Тиск
- •1.2. Основний закон гідростатики
- •1.2.1. Диференціальні рівняння статики Ейлера
- •1.2.2. Основне рівняння гідростатики
- •1.2.5.Тиск рідини на стінку
- •1.2.5.1. Тиск рідини на плоску стінку
- •1.2.5.2. Тиск рідини на криволінійну циліндричну стінку
- •2. Гідродинаміка
- •2.1. Основні характеристики руху рідини
- •2.1.1. Швидкість і витрата
- •2.1.2. Сталий і несталий рух
- •2.1.3. Моделі руху рідини
- •2.1.4. Гідравлічний радіус і еквівалентний діаметр
- •2.1.5. Режими руху рідини
- •2.2. Рівняння нерозривності (суцільності) потоку
- •2.3. Диференціальне рівняння Нав’є – Стокса
- •2.4. Диференціальні рівняння руху Ейлера
- •2.5. Рівняння Бернуллі
- •2.5.1. Виведення рівняння
- •2.5.2. Деякі практичні використання рівняння Бернуллі Принцип виміру швидкості і витрати рідини
- •2.6. Рівномірний рух рідини
- •2.7. Ламінарний рух рідини
- •2.7.1. Розподіл швидкості по горизонтальному перерізу труби
- •2.7.2. Середня швидкість при ламінарному русі
- •2.7.3. Втрати напору при русі рідини
- •2.8. Турбулентний рух
- •2.9. Втрати напору при русі рідини
- •2.10. Витікання рідини через отвори та насадки
- •2.11. Гідравлічний розрахунок сифонів
- •2.12. Гідравлічний удар
- •2.13. Гідравлічний розрахунок трубопроводів
- •2.13.1. Розрахунок простого трубопроводу
- •2.13.2. Розрахунок складного трубопроводу
- •2.13.3. Техніко-економічний розрахунок трубопроводів
- •3. Гідравлічні машини
- •3.1.2. Динамічні насоси
- •3.1.2.1.1. Відцентрові насоси
- •Основне рівняння відцентрових машин Ейлера
- •Продуктивність насосу
- •Закони пропорційності
- •Характеристики відцентрових насосів
- •Коефіцієнт швидкохідності
- •Осьовий тиск та його врівноважування
- •Робота насосів на мережу
- •Спільна робота насосів
- •3.1.2.1.2. Осьові (пропелерні) насоси
- •3.1.2.2.1. Вихрові насоси
- •3.1.2.2.2. Струминні насоси
- •3.1.3.1. Поршневі насоси
- •Нерівномірність подачі
- •3.1.3.2. Шестеренні насоси
- •3.1.3.3. Гвинтові насоси
- •Продуктивність
- •3.1.3.4. Пластинчасті насоси
- •3.1.3.5. Роторно – поршневі насоси
- •3.1.3.6. Насоси з обертовими поршнями
- •3.2. Інші види гідравлічних машин
- •4. Гідродинамічні передачі
- •4.1. Загальні поняття
- •4.2. Гідромуфти і гідротрансформатори
- •4.2.1. Гідромуфти
- •4.2.2. Гідротрансформатори
- •5. Об’ємний гідравлічний привод і його елементи
- •5.1. Гідродвигуни
- •5.2. Гідроапаратура та інші елементи гідроприводу
- •5.2.1. Гідророзподільчі пристрої
- •Золотники є найбільш поширеними розподільчими пристроями. Це керовані елементи гідроапаратури, за допомогою яких здійснюється розподіл рідини, реверсування руху і перемикання трубопроводів.
- •5.2.2. Дросельні пристрої
- •5.2.3. Клапани
- •5.2.4. Гідроакумулятори
- •Література
Спільна робота насосів
На практиці використовують паралельне й послідовне з’єднання насосів. У випадку, якщо продуктивності одного насосу не вистачає, то вмикають в роботу два насоси, які з'єднують паралельно. Графічна залежність сумарної характеристики при паралельному з’єднанні насосів залежить від крутизни характеристики мережі. Для пологої характеристики мережі паралельне включення насосу більш ефективне, ніж для крутої характеристики мережі (рис. 32), тобто
Qполог.Qкрут.
Для збільшення напору відцентрові насоси вмикають послідовно. І у цьому разі графічна залежність сумарної характеристики насосу залежить від крутизни характеристики мережі. Більший ефект досягається для крутої характеристики мережі і менший - для пологої (рис. 33), тобто
Нкрут.Нполог.
Відцентрові насоси мають такі переваги:
-
висока продуктивність і рівномірна подача;
-
компактність і швидкохідність (можливість безпосередньо приєднувати до електродвигуна);
-
простота будови, що дозволяє виготовляти їх з хімічностійких матеріалів, які важко піддаються механічній обробці;
-
можливість перекачувати рідини, які містять тверді частинки, завдяки великим зазорам між лопатками і відсутності клапанів; можливість встановлення на легких фундаментах.
К.к.д. найбільш крупних і ретельно виготовлених насосів сягає 0,95, а к.к.д. поршневих насосів - 0,9.
|
|
Рис. 32. Паралельна робота насосів на мережу |
Рис. 33. Послідовна робота насосів на мережу |
Відцентрові насоси невеликої і середньої продуктивності мають к.к.д. на 10-15 % нижчі за поршневі. Це обумовлене наявністю великих зазорів між порожнинами всмоктування й нагнітання, крізь які можливий витік рідини, а також витратами енергії на неминуче вихроутворення поблизу кромок лопаток робочого колеса. Ця енергія перетворюється на тепло і розсіюється в оточуючому середовищі. Ці витрати різко зростають для високов’язких рідин.
Недоліки відцентрових насосів:
-
відносно низькі напори;
-
зменшення продуктивності при збільшенні опору мережі й різке зниження к.к.д. при зменшенні продуктивності.
3.1.2.1.2. Осьові (пропелерні) насоси
Робоче колесо 2 (рис. 34) з лопатками гвинтового профілю при обертанні в корпусі 4 надає рідині рух в осьовому напрямку. При цьому потік дещо закручується. Для перетворення обертового руху рідини на виході з колеса в поступальний рух у корпусі 4 встановлюють спрямовуючий апарат 3. Осьові насоси використовують для переміщення великих об’ємів рідини (десятки кубічних метрів в секунду) при відносно невеликих напорах (від 3-5 до 15-25 м). У порівнянні з відцентровими насосами осьові мають значно більшу подачу, але менший напір. К.к.д. високопродуктивних осьових насосів досягає 0,9 і більше.
Рис. 34. Осьовий насос:
1, 5 – нагнітальний та всмоктувальний патрубки; 2 – робоче колесо; 3 – спрямовуючий апарат; 4 – корпус; 6 – сальник; 7 – грунбукса; 8 – вал.
3.1.2.2. Насоси тертя
Насоси тертя – насоси, в яких рідина переміщається під дією сили тертя. До них відносяться вихрові та струминні.