Опорный конспект лекций для студентов специальности 090602 (стр. 12 )

  Уравнение  (7.16)  используют  для  решения  следующих  задач:

проверка  процесса  всасывания  у  существующей  установки  на  выполнение  условия 

  ;

определение  предельной  геометрической  высоты  всасывания  из  равенства

  ;

определение  предельной  частоты  вращения  вала  из  того  же  условия.  Угловая  скорость  щ  входит  в  выражение  максимального  ускорения  amax,  от  которого  зависит  ,  а  также  в  выражение    (через  скорость  жидкости).

При  заданной  высоте  всасывания  эффективным  средством  улучшения  процесса  всасывания  возвратно – поступательного  насоса  является  установка  пневмокомпенсатора  на  всасывающей  линии,  благодаря  чему  инерционный  перепад    снижается  пропорционально  той  части  длины  всасывающей  линии,  в  которой  не  погашены  силы  инерции.  Для  улучшения  всасывания  желательно  снижать  нагрузку  клапана,  чему  препятствует,  однако,  условие  нормальной  посадки  клапана  на  седло.

В  о б ъ ё м н ы х  н а с о с а х  в  качестве  расчётного  критерия  служит  вакуумметрическая  высота  всасывания  .  Допускаемая  вакуумметрическая  высота  всасывания  в  м

  ,

где  - критическая  вакуумметрическая  высота  всасывания,  т. е.  такая,  при  которой  появляются  повышенный  шум  и  вибрация  или  подача  падает  на  10%  (по  ГОСТ  17335 – 79).

Расчёт  допустимой  высоты  всасывания  поршневого  насоса  с  кривошипно – шатунным  механизмом.  Анализируя  работу  поршневого  насоса  с  кривошипно – шатунным  механизмом,  можно  видеть,  что  наиболее  низкое  давление  получается  в  самой  верхней  точке  полости  всасывания  в  тот  момент,  когда  поршень  изменяет  направление  движения  (начинает  всасывающий  ход).  В  этот  момент  поршень  движется  с  наивысшим  ускорением  и  на  значение  давления  в  цилиндре  оказывают  существенное  влияние  силы  инерции  жидкости,  движущейся  за  поршнем  безотрывно.

Давление  в  цилиндре  с  учётом  влияния  сил  инерции  при  всасывании  определяется  уравнением  одномерного  неустановившегося  движения

  ,

где  p0 – давление  на  поверхности  всасываемой  жидкости;  HВС – расстояние  по  вертикали  от  поверхности  всасываемой  жидкости  до  верхней  точки  полости  цилиндра;  hВС – потери  напора  во  всасывающем  тракте;  – понижение  давления,  обусловленное  инерцией  неравномерно  всасываемой  жидкости.

  Скорость  жидкости  в  сечении  , м2,  полости  всасывания  (§6.1 и §7.2)

  . 

  Ускорение  всасываемой  жидкости

  .

  По  изложенному  в  §7.2  .  Следовательно, 

  .

  Сила  инерции  неравномерно  всасываемой  жидкости
  ,

  где  - длина  полости  всасывания  с  неравномерным  движением.

  Очевидно,

  .

  Подставляя  в  последнее  ,  получаем

  .

  Таким  образом,  в  итоге

  . 

  Наименьшее  значение    достигается  в  начале  хода  всасывания  при  .

  Отрыв  поршня  от  жидкости  (явление  кавитации)  происходит  при  понижении  давления  в  полости  всасывания  до  давления  насыщенного  пара    при  данной  температуре  жидкости.  Поэтому  полагаем  в  уравнении

  Н/м2

где  20000  Н/м2 – запас  давления,  обеспечивающий  безотрывность  поршня  от  жидкости.  Получаем  допустимую  высоту  всасывания:

  .

  Отсюда  ясно  влияние  различных  факторов  на  допустимую  высоту  всасывания  поршневого  насоса.  Особое  значение  имеет  частота  вращения  вала  насоса,  влияющая  на  допустимую  высоту  всасывания  через  инерционные  силы  и  гидравлические  сопротивления  полости  всасывания.

  Увеличение  частоты  вращения  существенно  понижает  допустимую  высоту  всасывания  поршневого  насоса.

  Допустимая  высота  всасывания  при  температуре  воды  до  303 К  обычно  не  превышает  6 м. 

  Определение  основных  размеров  двухпоршневого  насоса  двустороннего  действия  с  заданной  подачей  при  известной  характеристике  сети.

  Пример  7.1.  Определить  основные  размеры  двухпоршневого  насоса  двустороннего  действия  с  подачей  Q = 1,25 м3/мин,  найти  напор  и  мощность  при  работе  насоса  на  сеть,  характеристика  которой  выражается  уравнением  при  м  и  .

  Насос  приводится  в  движение  через  клиноремённую  и  зубчатую  передачи  от  электродвигателя  с  об/мин.

  Рис.  7.6.  Характеристика  трубопроводной  сети

  (к  примеру  7.1)

  Решение.  Подача  одного  цилиндра

  Q’ = 0,5 Q = 0,63 м3/мин.

  Уравнение  подачи

  .

  Принимаем

    и  ;

  тогда

  .

  Средняя  скорость  поршня  может  быть  принята  равной  0,6 м/с.  Поэтому