Насосы для перекачивания жидкости. Насосы с ручным приводом. Насосы с механическим приводом. Вакуумметрическая высота всасывания

обычно устанавливают дополнительный обратный (пятовый) клапан 12.

Высота Н_вс для самовсасывающих насосов (р₀= 0), отсчитываемая при практических расчетах от уровня жидкости в резервуаре 7 до оси цилиндра 2 насоса (рис. 1.9, а), называется вакуумметрической высотой всасывания (соответствует разрежению в цилиндре).

Допускаемая вакуумметрическая высота всасывания – это высота всасывания, при которой обеспечивается работа насоса без изменения основных технических показателей и вычисляется в общем случае по выражению:

, м где    р₀ и р_вх – давления окружающей среды и на входе в насос, Па;

ρ – плотность жидкой среды, кг/м³;

_вх – скорость жидкой среды на входе в насос, м/с.

Практически с учетом упругости (давления) паров жидкости предельная высота всасывания будет меньше на величину, эквивалентную этой упругости:  , где    b – упругость паров жидкости, выраженная в единицах ее столба при данной температуре.

Высота всасывания зависит от типа жидкости и температуры, и будет уменьшаться с повышением температуры, т.к. от нее зависит упругость паров жидкости.

Величина разрежения Н_вс, которое способен создать насос при пуске без предварительной заливки его жидкостью, зависит от вредного пространства камеры – объема V_в, заключенного между левым мертвым положением поршня и крышкой цилиндра (рис. 1.9, б). Принимая, что в начальный момент хода поршня вправо давление во вредном пространстве равно атмосферному, перемещение поршня приведет к понижению давления воздуха, определяющему разрежение. При изотермическом процессе величина разрежения определится по формуле:

, м вод. ст.

где    V_п – объем, освобождаемый поршнем при его перемещении из одного нейтрального (мертвого) положения в другое.

При известном значении разрежения перепад давления на всасывании не может преодолеть сопротивлений всасывающего клапана 8 (рис. 1.9, а) и обеспечить подъем жидкости на высоту Н_вс; в результате воздух, заполняющий вредное пространство, будет расширяться при ходе всасывания и сжиматься при ходе нагнетания. Поэтому, насосы, камеры которых имеют большое вредное пространство, плохо засасывают рабочую жидкость и нуждаются при пуске в принудительной заливке.

3.4. Скорость и ускорение поршня. Закон движения вытеснителя

Законы движения вытеснителей возвратно-поступательных насосов обуславливаются кинематикой их привода. При ручном приводе их перемещение может осуществляться практически по любому закону, при машинном приводе законы движения зависят от вида преобразователя вращательного движения в возвратно-поступательное.

Вытеснитель в насосах с кривошипно-шатунным приводом (рис. 1.8, 1.9, а) в процессе выполнения рабочего цикла перемещается между двумя крайними положениями, расстояние между которыми равно удвоенному радиусу кривошипа.

При повороте приводного вала на угол (рис. 1.8) поршень переместиться на расстояние:

 или

где     = r/R – характеристика кривошипно-шатунного механизма;

R – длина шатуна.

Скорость и ускорение поршня определятся по формулам:

,

, где     - угловая скорость вращения вала насоса.

Из этих формул видно, что при повороте кривошипа на угол º и º скорость максимальна и равна , а при  и º скорость равна нулю . Ускорение вытеснителя достигает максимальных значений в мертвых положениях при  и º и равно , а при º и º равно нулю а = 0.

При практических расчетах используют среднюю скорость движения вытеснителей, которая определяется по формуле:

.

3.5. Индикаторные диаграммы. Инерционные потери напора графическое изображение изменения давления жидкости в рабочей камере насоса за полный его рабочий цикл называется индикаторной диаграммой.

Индикаторная диаграмма является основным источником информации для оценки качества насоса как в процессе создания, так и в процессе его эксплуатации.

Диаграммы обычно строятся в координатах давление-перемещение вытеснителя. В настоящее время диаграммы записывают с помощью специальных датчиков давления.

Часть напора поршневого насоса тратится на преодоление инерционных сил и сопротивления всасывающего клапана. Максимальное ускорение и силы инерции имеют место в начальные моменты движения поршня, когда его скорость и скорость жидкости во всасывающем трубопроводе теоретически равны нулю. Кроме того, в начальные моменты движения поршня при всасывании происходит и открытие всасывающего клапана.

Допускаемая высота всасывания поршневого насоса одностороннего действия (рис. 1.9, а) определяется из уравнения Бернулли для сечений а–а и б–б относительно плоскости сравнения 0–0 и имеет вид:

, где      p_a и p_н.п – атмосферное давление и давление насыщенных паров, Па;

h_ин и h_кл – инерционный напор и потери напора во всасывающем