Лабораторне заняття №8 випробування двопоршневого насоса двостороньої дії

8.1 Мета і задачі

8.1.1 Вивчення конструкції двопоршневого насоса двосторонньої дії та установки для його випробування.

8.1.2 Зняття індикаторної діаграми насоса.

8.1.3 Визначення напору, потужності, ККД і подачі насоса.

Тривалість заняття – 2 год.

8.2 Обладнання та прилади

8.2.1 Установка для випробувань поршневого насоса 11Гр.

8.2.2 Мановакууметр.

8.2.3 Манометр пружинний.

8.2.4 Індикатор тиску.

8.2.5 Секундомір.

8.2.6 Лінійка вимірювальна.

8.2.7 Лічильник потужності (трифазний).

8.3 Теоретичні відомості

В поршневих насосах використання підведеної потужності аналізують за допомогою індикаторних діаграм.

Індикаторна діаграма відображає зміну тиску в циліндрі насоса в залежності від переміщення поршня або від кута повороту кривошипного вала. Вона отримала свою назву від приладу-індикатора тиску (рис. 8.1), яким є пружинно-поршневий манометр з механізмом, який записує величину тиску. Різниця тиску Рр рідини і атмосферного тиску на поршень 1 стискає або (при вакуумі під поршнем 1) розтискає пружину 2. Деформація пружини, завдяки лінійності її характеристики, пропорційна тиску, кінець важеля 4 важільного механізму 3 відтворює деформацію у збільшеному масштабі. На кінці важеля 4 закріплений олівець 7, що записує переміщення на паперовій смужці, встановленій на барабані 5.

Барабан обертається в одну сторону тягою шнура 8, зв’язаного з штоком насоса, а в другу – за допомогою розміщеної всередині пружини 6.

1 – поршень; 2 – пружина; 3 – важільний механізм; 4 – важель;

5 – барабан; 6 – пружина; 7 – олівець; 8 – шнур

Рисунок 8.1 – Індикатор тиску

Кут повороту барабана пропорційний переміщенню поршня 1, і тиск записується відповідно до цього переміщення. Такий прилад здійснює запис вимірювання тиску при ході заповнення (зворотному ході).

На ідеальній індикаторній діаграмі (рис. 8.2) (показаній штриховими лініями) втрати рідини через клапани і поршень відсутні, клапани працюють без перекриття і не створюють гідравлічного опору. Лінія cd відповідає процесу заповнення, ba – процесу виштовхування. Оскільки ідеальна рідина не стискується, розчинений газ в ній відсутній, гідроблок насоса абсолютно жорсткий, то лінії ac і db мають нахил, а деякі коливання тиску на початку заповнення і на початку витиснення зв’язані з відкриттям клапанів. Слід відмітити, що за формою індикаторної діаграми можна встановити характерні неполадки в роботі насоса.

Рисунок 8.2 – Індикаторна діаграма

Площа індикаторної діаграми у відомому масштабі рівна роботі, виконаній поршнем (без врахування роботи сил тертя поршня в циліндрі) при перекачуванні рідини за один оберт кривошипа. Вона залежить від роботи циклу витіснення А_В і циклу заповнення А_З:

, (Дж)

(8.1)

Від’ємна величина А_З показує, що заповнення циліндра проходить з підпором у вхідній лінії. Якщо при заповненні в циліндрі існує вакуум, тобто насос всмоктує, то А_З – додатна величина.

При відомій величині А можна визначити індикаторну потужність:

, (Вт),

(8.2)

де n – частота обертання кривошипа насоса.