Величини, що характеризують робочий процес об’ємних насосів
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Основною величиною, що визначає розмір об'ємного насоса (об'ємного гідродвигуна) є його робочий об'єм.
Робочий об'єм насоса і частота його робочих циклів визначають ідеальну подачу.
Ідеальною подачею об'ємного насоса називають подачу в одиницю часу нестисливої рідини при відсутності витоків через зазори. Осредненная за часом ідеальна подача:
де - робочий об'єм насоса, т. е. ідеальна подача насоса за один цикл (один оборот валу насоса);
n - частота робочих циклів насоса (для вращатель-них насосів частота обертання валу);
- ідеальна подача з кожної робочої камери за один цикл;
z - число робочих камер в насосі;
k - кратність дію-вия насоса, т. е. число подач з кожної камери за один робочий цикл (один оборот валу).
Таким чином, робочий об'єм насоса:
Найчастіше k = 1, але в деяких конструкціях k = 2 і більше.
Дійсна подача насоса менше ідеальної внаслідок уте-чек через зазори з робочих камер і порожнини нагнітання, а при високому тиску насоса ще і за рахунок стискання рідини.
Ставлення дійсної подачі Q до ідеальної називається коефіцієнтом подачі:
де - витрата витоків;
Коли стиснення рідини дуже малий, коефіцієнт подачі дорівнює об'ємному ККД насоса:
Повний приріст енергії рідини в об'ємному насосі зазвичай відносять до одиниці об'єму і, отже, висловлюють в одиницях тиску. Так як об'ємні насоси призначені в основному для створення значних збільшень тиску, то збільшенням кине-ної енергії в насосі зазвичай нехтують. Тому тиск насоса являє собою різницю між тиском на виході з насоса і тиском на вході в нього:
Корисна потужність насоса
Потужність, споживана збірними насосом (витрачається призводить двигуном),
де - момент на валу насоса;
- кутова швидкість його вала.
ККД насоса є відношення корисної потужності до потужності, споживаної насосом
Подібно до того, як це прийнято для лопатевих насосів, для об'єк-приймальних насосів розрізняють гідравлічний. об'ємний і ме-ханических ККД, що враховують три види втрат енергії: гідрав-вої - втрати напору (тиску), об'ємні - втрати на пере-протікання рідини через зазори і механічні - втрати на тертя в механізмі насоса:
тобто ККД насоса (загальний) дорівнює добутку трьох приватних ККД - гідравлічного, об'ємного і механічного.
Конструктивна схема насосної установки з найпростішим насо-сом такого типу представлена на малюнку 4. Робочій камерою служить циліндр 6, а витіснювачем - плунжер 8 з зворотно-поступателен-ним рухом, яке йому повідомляє кривошипно-шатунний меха-нізм. Система розподілу, що забезпечує з'єднання циліндра поперемінно з всмоктуючої (підводить) 1 і напірної (відводячи-щей) 3 лініями, складається з всмоктуючого 11 і нагнітального 5 клапанів. Клапани є автоматичними. При збільшенні обсягу робочої камери (при циклі заповнення) в ній встанов-ється тиск менше, ніж тиск перед клапаном 11. Під дією виниклої різниці тисків клапан піднімається, і камера заповнюється рідиною з всмоктуючої лінії 1.
При зменшенні обсягу камери (при циклі витіснення), коли плунжер в неї вдвигается, тиск в камері починає підвищуватися, клапан 11 закривається і, коли тиск в камері досягне зна-чення. більшого, ніж тиск за клапаном 5, рідина буде витіснятися через цей клапан в лінію 3.
Відзначимо, що описана зміна циклів можлива тільки при усло-вії, що тиск більше, ніж (це відповідає роботі такої гідромашини в якості насоса).
Якщо підвести до лінії 1 рідина під високим тиском, то плунжер під її дією не почне рухатися, так як клапани допустять вільний протока рідини в лінію 3, де тиск менше. Отже, використовувати насос з автоматичними клапанами в якості гідродвигуна неможливо, він незворотній.
Малюнок 4 - Схема поршневого насоса з кривошипним приводом
За конструкцією витискувача поршневі насоси поділяють на власне поршневі (малюнок 5) і плунжерні (рисунок 4). У поршневому насосі поршень 4 (див. Рисунок 5) переміщається в гладкообработанном циліндрі 5. Ущільненням поршня служить сальник 3 (варіант I) або малий зазор (варіант II) зі стінкою циліндра. У Плунжерні насоси (див. Малюнок 4) гладкий плунжер переміщається в робочій камері вільно, а ущільнення 7 розміщено нерухомо в корпусі камери. Так як точна обробка внутрішніх поверхонь більш трудомістка, ніж зовнішніх, а доступність ремонту і заміна нерухомого зовнішнього ущільнення простіші, ніж рухомого внутрішнього, плунжерні насоси завжди краще, ніж поршневі, якщо особливі конструктивні і експлуатаційні вимоги не виключають їх застосування. Як вказувалося, в подальшому обидва типи насосів, незважаючи на відмінність у формі витискувачів, будуть іменуватися поршневими.
Малюнок 5 - Схема поршневого насоса з диференціальним поршнем