Как изменится расход через клапан и его подъем, если редуцированное давление изменится до р2 = 7 МПа при том же давлении р1.
Жесткость пружины с = 235 Н/мм, ее сжатие l = 2 мм. Диаметр клапана d = 10 мм. Плотность жидкости r = 900 кг/м3.
Задача 6. Для защиты гидросистемы от недопустимого повышения давления применяют предохранительный клапан. Открытие клапана и перепуск жидкости в линию слива происходит в тот момент, когда сила давления жидкости на клапан становится равной силе натяжения пружины, прижимающей клапан к седлу.
Особенность показанной на рисунке конструкции состоит в том, что при открытом клапане поток жидкости в нем проходит последовательно через два сопротивления – клапанную щель (d0, y) и дроссельные
отверстия (d1), благодаря чему в промежуточной между этими сопротивлениями камере создается некоторое избыточное давление р1, которое дает дополнительное усилие сжатия клапанной пружины. Определить внешний диаметр клапана D, если требуется, чтобы при расходе через клапан Q = 2 л/с давление р в подводящем патрубке перед клапаном было |
|
равно давлению открытия клапана р = р0 = 2,5 МПа. Определить при этом подъем клапана y. Диаметр подвода do = 15 мм.
Коэффициент расхода клапана m0 принять равным коэффициенту расхода дроссельного отверстия m1 : m0 = m1 = 0,6. Число отверстий i = 4, диаметр каждого d1 = 4,5 мм. Жесткость пружины с = 600 Н/мм. Плотность жидкости r = 900 кг/м3.
Насосы и их работа на сеть
Центробежные насосы
Насосом называют машину, преобразующую механическую энергию двигателя в энергию потока жидкости.
Рабочий процесс насоса характеризуется его основными параметрами: подачей, напором, мощностью, КПД и допустимым вакуумом.
Напором H называют энергию, сообщаемую единице веса жидкости, проходящей через насос. Его измеряют в метрах столба перекачиваемой жидкости и определяют по формуле
где pвых и pвх – давления на выходе из насоса и на его входе, Па; Vвых и Vвх – средние скорости на выходе из насоса и на его входе, м/с; z – расстояние по вертикали между точками присоединения манометра и вакуумметра, м; r – плотность жидкости, кг/м3.
Полезную мощность определяют как произведение объемного расхода жидкости на напор:
.
Полный КПД насоса представляет собой отношение полезной мощности к подведенной (к мощности на валу). Он учитывает все виды потерь в насосе: гидравлические hг, объемные hо и механические hм:
.
Всасывающую способность насоса характеризуют вакуумметрической высотой всасывания:
где hг – геометрическая высота расположения всасывающего патрубка насоса над уровнем жидкости, м; åhw – потери напора во всасывающей линии, м.
Допустимый вакуум – это разряжение во всасывающем патрубке насоса, обеспечивающее бескавитационную его работу.
Условием бескавитационной работы насоса является кавитационный запас – разность между удельной энергией потока на входе насоса и энергией, соответствующей давлению парообразования:
Кавитация возникает в случае, если максимальное падение динамического напора на входе Dhmax будет равно критическому значению. С. С. Руднев, обобщая опытные данные, получил следующую формулу:
где n – число оборотов вала, об/мин; Q – подача, м3/с; с – опытный коэффициент, характеризующий конструкцию насоса.
Величина с для всех геометрически подобных машин постоянна и находится в пределах 800–1500. Чем больше величина с, тем лучше всасывающая способность насоса.
Характеристиками насоса называют графические зависимости между основными рабочими параметрами машины: между напором и подачей (H – Q), мощностью и подачей (N – Q), КПД и подачей (h – Q), допустимым вакуумом и подачей (Hвак – Q).
С помощью теории подобия получены условия пропорциональности:
позволяющие производить пересчет характеристик имеющихся в наличии насосов на другую частоту вращения (индексы 1 и 2 соответствуют подобным режимам работы одного и того же насоса).
Для сравнения центробежных насосов различной конструкции с целью выбора в качестве базовой той модели, которая наилучшим образом отвечает поставленной задаче, используют критерий, получивший название коэффициента быстроходности. Его значение определяют по следующей зависимости:
Насос, работающий на сеть, должен обеспечить равенство создаваемого им напора потребному напору в сети, который определяется по общей формуле
где (zк – zн) – геодезические отметки уровней жидкости в конечной и начальной точках сети, м; рк и рн – избыточные давления в приемном и напорном резервуарах, Па; r – плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3; g – ускорение свободного падения, м/с2; åhw – суммарные потери напора в трубопроводах сети, м.
Точку пересечения характеристики насоса с кривой потребного напора называют рабочей точкой.
Параллельное соединение насосов используют для увеличения подачи. Суммарную характеристику нескольких насосов получают сложением подач отдельных насосов при постоянных напорах.
Последовательное соединение центробежных насосов используют для повышения напора. Суммарную характеристику получают сложением напоров отдельных насосов при постоянных их подачах.
Задачи
Задача 1. Центробежный насос производительностью Q работает при частоте вращения n. Определить допустимую высоту всасывания,
если диаметр всасывающей трубы d, а ее длина L. Коэффициент кавитации в формуле Руднева принять равным с. Температура воды t = 20˚С. Коэффициент сопротивления колена Vк = 0,2. Коэффициент сопротивления входа в трубу Vвх = 1,8. Эквивалентная шероховатость стенок трубы Dэ = 0,15 мм. |
|
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Q, л/с | 15 | 25 | 35 | 62 | 30 | 22 | 14 | 100 | 53 | 32 |
d, мм | 100 | 125 | 150 | 200 | 150 | 125 | 100 | 250 | 200 | 150 |
L, м | 2,5 | 2,8 | 3,5 | 5 | 3,6 | 3 | 2,5 | 5,8 | 4,8 | 3,2 |
n, об/мин | 2860 | 2850 | 2740 | 1470 | 2500 | 2890 | 1475 | 1450 | 1500 | 2000 |
с | 1000 | 1100 | 1200 | 800 | 1000 | 900 | 1200 | 800 | 900 | 1000 |
Задача 2. Центробежный насос подает воду с расходом Q из колодца в открытый напорный бак по трубе диаметром d на высоту H. Определить коэффициент быстроходности и коэффициент полезного действия насоса, если мощность на валу насоса Nе, частота вращения n, а суммарный коэффициент сопротивления системы Vс равен 12.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Q, л/с | 15 | 25 | 36 | 63 | 36 | 25 | 15 | 25 | 36 | 15 |
H, м | 10 | 8 | 9 | 20 | 15 | 12 | 10 | 5 | 8 | 16 |
d, мм | 100 | 125 | 150 | 200 | 150 | 125 | 100 | 125 | 150 | 100 |
Nе, кВт | 2,3 | 3,2 | 5,0 | 17,3 | 7,7 | 4,4 | 2,3 | 2,3 | 4,6 | 3,4 |
n, об/мин | 3000 | 2500 | 2000 | 1500 | 3000 | 2000 | 2800 | 3000 | 2500 | 2700 |
Задача 3. Вода перекачивается насосом из открытого бака А в расположенный ниже резервуар В, в котором поддерживается постоянное
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 |
Основные порталы (построено редакторами)