4.5. Вплив на подачу насоса нерозчиненого повітря.

При наявності в рідині нерозчиненого повітря, останній разом з рідиною надходить в усмоктувальну порожнину і циліндри насоса, тиск у які звичайно значно нижче атмосферного; тому повітря в них розширюється, зменшуючи тим самим об’єм рідини в циліндрах.

Допустимо, що одиниця об'єму рідкого середовища містить при початковому тиску (тиску в баці) кількість нерозчиненого повітря об’ємом . Унаслідок розширення цього повітря в усмоктувальній камері до тиску об’єм його збільшиться до значення (ізотермічний процес)

.

При стиску цього повітря в нагнітальній камері до тиску на виході з насоса об’єм його зменшиться до величини

.

Різниця між значеннями і є втрата подачі насосом, викликана розширенням повітря і віднесена до одиниці робочого об’єму насоса

= - .

Підставивши значення і , одержимо

.

Об'ємна втрата подачі насоса

Наявність повітря відіб'ється на об'ємному ККД насосу

.

При наявності в насосі шкідливого простору вплив на об'ємні характеристики нерозчиненого повітря буде більш значним.

З урахуванням шкідливого простору об'ємна втрата подачі насоса внаслідок стиску повітря дорівнює

.

Відповідно об'ємний ККД буде дорівнює

.

Об'ємні втрати, обумовлені стискальністю повітря, можуть досягати великих значень. Так, при 5%-ом змісті нерозчиненого повітря об'ємний ККД насосу при , = 20 МПа, = 0,1 МПа і = 0,05 МПа складе близько 89% (не з огляду на можливості додаткового виділення повітря в камері усмоктування).

Очевидно, при деякому змісті повітря подача насоса стане рівної нулеві. Це наступить тоді, коли об’єм стиснутого в шкідливому просторі повітря, віднесений до тиску в усмоктувальній камері, буде дорівнює об’ємові, описуваному робочими елементами насоса за один оборот.

5. Об'ємні втрати й об'ємний ккд гідромотора.

Об'ємні втрати рідини в гідромоторі відрізняються від втрат у насосі лише тим, що в моторі практично відсутні втрати «на усмоктуванні» (тобто обумовлені неповним заповненням робочих камер рідиною й ін.), а отже об'ємні втрати тут зводяться в основному до витоків рідини через зазори. Ці витоки приводять до того, що фактична (підводима) витрата рідини гідромотором перевищує геометричну, тобто його теоретичне значення . Відповідно до цього об'ємні втрати в гідромоторі зменшують частоту його обертання в порівнянні з теоретичної і знижують об'ємний ККД

.

Оскільки , де - об'ємні втрати в гідромоторі, можна записати

= .

З огляду на, що , вираження для об'ємного ККД гідромотора можна представити у виді

,

де і - відповідно характерний об’єм і кутова швидкість гідромотора.

З приведених рівнянь випливає, що фактична (підводима) витрата гідромотора

.

Відповідно до приведеного вал навантаженої гідромашини (М_М>0), що працює в режимі гідромотора, при подачі в її вхідну порожнину рідини в обсязі, рівному витокам , не буде провертатися, оскільки вся подавана рідина витратиться на покриття витоків (мал. 5). Ця подача визначається як

,

де - умовна частота обертання мотора, що відповідає внутрішнім витокам .

Слід зазначити, що при незначному збільшенні подачі вище зазначеної , вал гідромотора спочатку буде обертатися поштовхами (з періодичним повторенням обертання і зупинки) і лише при деякому значному перевищенні цієї мінімальної подачі обертання стане стійким. Зазначена нестійкість кутової швидкості обумовлена коливаннями навантаження (у тому числі від сил тертя) і витоків, а також пружністю системи.

Мінімальна стійка частота обертання залежить у першу чергу від конструкції і герметичності машин і інших факторів (див. далі). Багато машин аксиально-поршневого типу забезпечують усталену роботу при частоті обертання близько 5 об/хв.

Характеристика гідромотора приведена на мал. 5.

Мал. 5. Характеристика гідромотора