Технические показатели насосов (подача, давление (напор), мощность и коэффициент полезного действия), страница 2

Разность давлений в цилиндре насоса, равная разности давлений нагнетания и всасывания называется индикаторным давлением p_i.

,     (13)

где Р_н - абсолютное давление в цилиндре насоса в процессе нагнетания;

 - абсолютное давление в цилиндре насоса в процессе всасывания.

С помощью датчика давления, установленного в цилиндре насоса, можно записать изменение  и  в зависимости от хода поршня  или от угла поворота кривошипа . Этот график называется индикаторной диаграммой.

На рис.1 представлена индикаторная диаграмма совершенного поршневого насоса с пневмокомпенсаторами, без учета сжимаемости жидкости.

Так как жидкость абсолютно несжимаемая, линии повышения (2-3) и понижения давления (4-1) вертикальные. Процесс всасывания (1-2) и нагнетания (3-4) происходит при постоянных давлениях  и .

Индикаторное давление всегда выше давления насоса Р на величину , связанную с гидравлическими потерями на клапанах:

,  (14)

Все отклонения в работе насоса от режима работы совершенного насоса отражаются на виде индикаторной диаграммы. Таким образом, индикаторная диаграмма служит для определения индикаторного давления , и неисправностей в насосе (см. действительную индикаторную диаграмму рис.2).

Теоретическая или индикаторная мощность  - это мощность, переданная жидкости поршнем внутри цилиндра насоса и отличается от полезной на величину , связанную с утечками жидкости, и на величину , связанную с гидравлическими потерями:

,        (15)

Индикаторным к.п.д. насоса называется отношение полезной мощности к индикаторной:

,       (16)

где  - гидравлический к.п.д. насоса, учитывающий гидравлические потери энергии ;

 - объемный к.п.д. насоса, учитывающий объемные потери .

Индикаторный к.п.д. характеризует работу гидравлической части поршневого насоса.

Подводимая к насосу мощность больше индикаторной мощности на величину механических потерь на трение в уплотнениях насоса и в приводной части насоса (кривошипно-шатунном механизме).

Отношение индикаторной мощности к мощности, подводимой к насосу, называется механическим к.п.д. насоса:

,       (17)

Механический к.п.д. насоса учитывает работу приводной части насоса.

Тогда полный к.п.д. насоса можно представить в виде

,           (18)

или

,            (19)

4. ДЕЙСТВИТЕЛЬНАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ДИАГРАММА ПОРШНЕВОГО НАСОСА

На рис.2 представлена действительная индикаторная диаграмма поршневого насоса с пневмокомпенсаторами (воздушными колпаками). Участок диаграммы от 0 до соответствует процессу нагнетания, а участок от  до 2 - процессу всасывания. Вследствие неполного выравнивания подачи пневмокомпенсаторами во всасывающей и нагнетательной линиях остаются незначительные инерционные потери, которые приводят к тому, что линия всасывания д-а и линия нагнетания c-d имеет наклонный вид (т.е. давление в цилиндре переменное). Чем хуже работают пневмокомпенсаторы, тем больше наклон этих линий.

Участок а-в на диаграмме соответствует запаздыванию посадки всасывающего клапана, что приводит к задержке начала процесса повышения давления (линия в-с).

Участок d-e соответствует запаздыванию посадки нагнетательного клапана, что приводит к задержке начала процесса падения давления в цилиндре.

Отклонение линий в-с и c-d от вертикали объясняется наличием сжимаемой среды в цилиндре насоса (воздух или пары жидкости в мёртвом пространстве, при высоких давлениях проявляется сжимаемость самой жидкости).

Если в насосе пропускает всасывающий клапан, участок d-e имеет большой радиус скругления (штриховая линия), аналогично, если пропускает нагнетательный клапан, изменяется линия а-в.

Среднее индикаторное давление определяется площадью индикаторной диаграммы (заштрихованная площадь) и длиной L отрезка 0-, соот­ветствующего длине хода поршня.

,        (20)

где m - масштаб индикаторной диаграммы.

Затухающие колебания давления в точках с и d обусловлены колебаниями клапанов, отрывающихся до седла со значительным ускорением.

5. Содержание  отчета

5.1. Записать цель работы

5.2. Описать технические показатели насосов

5.3. Составить график индикаторного давления

5.4. Составить действительную индикаторную диаграмму поршневого насоса

6. Выводы  и  рекомендации

7. Контрольные вопросы

7.1. Что такое к.п.д. поршневого насоса?

7.2. Что такое механический к.п.д. поршневого насоса и как его определить?

7.3. Что такое индикаторный к.п.д. поршневого насоса и как он определяется?

7.4. Что такое объемный к.п.д. и как он определяется?

7.5. Как определяется действительная подача поршневого насоса, что такое коэффициент подачи?

7.6. От чего зависит коэффициент подачи и его составляющие?

7.7. Что такое теоретическая подача поршневого насоса и как она рассчитывается?

7.8. Что такое давление насоса и как его рассчитать?

7.9. Почему действительная подача меньше теоретической?

7.10. Что такое напор поршневого насоса и как его рассчитать?

7.11. Как по форме индикаторной диаграммы определить неисправности поршневого насоса?

7.12. Что такое полезная мощность и как она рассчитывается?

7.13. Что такое мощность поршневого насоса и как её определить"'

7.14. Какие потери учитываются полным к.п.д. насоса?

7.15. Какие правила следует выполнять при пуске и остановке поршневого насоса?

7.16. Как определяется индикаторное давление и чем оно отличается от давления насоса?

8. Список  литературы

8.1. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры

8.2. Юфин А.П. Гидравлика, гидравлические машины и гидропривод

8.3. Башта Т.М. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы