Неравномерность подачи и способы

Ее выравнивания

       Если определить  степень неравномерности подачи (δ) как отношение Q_max/Q_ср, то

 

                 

                                 где ℓ = 2 r     и   

 

  Соответственно        

 

                                                      

 

   Таким образом, применение насосов многократного действия улучшает равномерность подачи насоса (у насоса тройного действия максимальная подача лишь на 5% превышает среднюю). Вторым способом выравнивания подачи является применение воздушных колпаков (рис.70). Колпаки устанавливаются в непосредственной близости от насоса на всасывающей и нагнетательной линиях. В цикле нагнетания часть подачи уходит в колпак, сжимая имеющийся в верхней части сжатый воздух. При этом давление нарастает плавно, уровень жидкости в колпаке повышается.

     В цикле всасывания насос прекращает подачу, однако сжатый воздух в колпаке расширяется, вытесняя часть жидкости в нагнетательную линию (уровень жидкости в

колпаке  понижается). Таким образом, пульсации давления и подачи становятся меньше.

            

  Рис. 70. Воздушные колпаки (1) в составе гидросети                                 

 

Обычно объём газовой подушки в  колпаке для насоса простого действия выбирают равным (10÷30)∙S∙ℓ.

 Колпак на  всасывающей линии служит для создания более равномерного движения жидкости и уменьшения инерционных сил. В начале цикла всасывания жидкость будет поступать в насос из колпака и ее уровень в  колпаке снизится, а давление в верхней части колпака упадет. В цикле нагнетания всасывающий клапан закрыт, однако за счёт вакуума в верхней части  колпака жидкость будет двигаться по всасывающей линии (уровень в колпаке будет повышаться). Особенно оправдано применение колпака, когда всасывающая линия имеет значительную длину. В этом случае жидкость, заполняющая всасывающую линию, обладает большой инерцией покоя. Поскольку поршень движется в цилиндре с большими ускорениями (особенно в быстроходных конструкциях), то возникает опасность отрыва всасываемой жидкости от поршня (при этом возможны гидравлические удары, кавитация). При работе с колпаком преодолевается инерция покоя только той части жидкости, которая находится между всасывающим клапаном и патрубком колпака.

Индикаторная  диаграмма  и расчет

Индикаторной мощности

Для анализа работы поршневых насосов используются индикаторные диаграммы – графики изменения давления в цилиндре насоса в зависимости от положения поршня. Их получают на практике при помощи самопишущего прибора – индикатора. По диаграмме можно выявить неисправности в работе насоса, а также определить индикаторную мощность (мощность,  затраченную в рабочей полости насоса – с  учётом объёмных и гидравлических потерь).

    Примерный вид диаграммы

нормально  работающего  насоса

Рис. 71. Индикаторная диаграмма      представлен на рисунке 71, где:          

           поршневого насоса                  

         

АВ – линия всасывания; ВС – линия нарастания давления в цилиндре;

CD – линия нагнетания; DA – линия падения давления  в цилиндре.

 

В точке А открывается всасывающий клапан, в точке С – нагнетательный клапан. Линии ВС и DA незначительно отклоняются от вертикали (в связи с малой сжимаемостью капельных жидкостей). Линия всасывания расположена ниже линии атмосферного давления (иначе процесс всасывания был бы невозможен). Пики в точках А и С объясняются сопротивлением всасывающего и нагнетательного клапанов в момент их открытия. По индикаторной диаграмме определяют внутреннюю (индикаторную (i)) мощность насоса:

 

                                             N_i  = γ ∙ H_i ∙ Q _т = p_i ∙ Q _т

 

    Из диаграммы видно, что p_i изменяется, поэтому нужно найти его среднее значение. Для этого определяют точное значение площади диаграммы S_i с помощью специального прибора (планиметра). Затем сложную фигуру ABCD заменяют условно прямоугольником той же площади, делят площадь ABCD на длину диаграммы и находят её среднюю высоту, а затем и p_i ^ср:

 

                                       ,

где m_i - масштаб индикаторной диаграммы.

 

Индикаторный (внутренний) КПД определяется:

 

                      

 

    Мощность на валу насоса (полная затраченная мощность) определяется с учётом механических потерь: