Жидкость (стр. 14 )

Установить, в каком режиме будет работать насос, можно лишь при условии, если известна характеристика системы, в которую этот насос подает жидкость. В простейшем случае система—это напорный трубопровод, соединяющий насос с баком'. Как известно, напор, развиваемый насосом, складывается из геометрической высоты подъема жидкости и суммы гидравлических сопротивлений: H=Hг+∑hп, где ∑hп— сумма потерь напора. Она зависит от диаметра и длины трубопровода, шероховатости его стенок, числа местных сопротивлений и расхода Q подаваемой жидкости, т. е. ∑hп=SQ2=(Aй+Am∑ж)Q2 где S — полное сопротивление системы; А — удельное сопротивление по длине труб; Am— удельное местное сопротивление; й— длина трубопровода; ∑ж— сумма коэффициентов местных сопротивлений

52/17. Гидротрансформатор. Принцип действия ГТ такой же, как и Гмуфты. Те же самые относительное и переносное движения масла. (При вращении насосного колеса масло под воздействием центробежной силы начинает двигаться по направляющим лопаткам к периферии, приобретая при этом кинетическую энергию. Из насосного колеса оно попадает в турбинное колесо, где при соприкосновении с лопатками турбины отдает ему часть своей энергии, приводя его, тем самым, во вращение.) Но для увеличения крутящего момента на выходном валу трансформатора введен дополнительный элемент – реакторное колесо (реактор, иногда статор). Реактор устанавливается между выходом из турбины и входом в насосное колесо, и предназначен для направления потока масла, выходящего из турбинного колеса, таким образом, чтобы его скорость совпадала с направлением вращения насосного колеса. В этом случае неизрасходованная в турбинном колесе энергия масла используется для дополнительного увеличения частоты вращения насосного колеса, что соответствующем образом увеличивает кинетическую энергию масла. Следствием этого является увеличение крутящего момента на валу турбинного колеса, по сравнению с моментом, подводимым к насосному колесу от двигателя. Следует отметить, что соотношение моментов на насосном и турбинном колесах определяется отношением угловых скоростей этих элементов. Максимальное увеличение крутящего момента происходит при полностью остановленной турбине. Такой режим работы трансформатора называется стоповым. Под термином “коэффициент трансформации” понимается отношение момента, развиваемого турбинным колесом, к моменту на насосном колесе. Затем, в процессе увеличения частоты вращения турбинного колеса, происходит снижение эффективности работы реактора, и крутящий момент на валу турбинного колеса уменьшается. Это вполне объяснимо, поскольку, чем выше частота вращения турбинного колеса, тем меньше влияние переносной скорости потока масла на лопатки этого колеса. В момент, когда частота вращения турбины составит приблизительно 85% частоты вращения насосного колеса, реакторное колесо, благодаря муфте свободного хода, теряет связь с картером трансмиссии и начинает свободно вращается вместе с потоком, не воздействуя на него. В результате этого трансформатор переходит в режим работы гидромуфты. ГТ обладает несколькими благоприятными свойствами. Его установка приводит к плавному изменению крутящего момента, нагружающего трансмиссию, что увеличивает долговечность агрегатов трансмиссии и снижает затраты на ее ремонт. Плавное изменение крутящего момента самым благоприятным образом сказывается при движении по слабонесущим грунтам и скользкой дороге (лед, снег), поскольку в этом случае снижается вероятность срыва грунта и буксования ведущих колес. ГТ является превосходным демпфером крутильных колебаний двигателя, которые гасятся маслом и не пропускаются в механическую часть трансмиссии.

53. Используют перемещение принудительным смещением порции жидкости из рабочей камеры в напорный трубопровод, путем изменения рабочего объема камеры или механического перемещения порции жидкости. Насосы, работающие по такому принципу, называются насосами объемного действия. Насосы объемного действия не нарушают структуру перекачиваемой жидкости. Это: Поршневые. Роторные насосы Шестеренные насосы с внешним зацеплением шестерен Шестеренный насос с внутренним зацеплением шестерен Импеллерные насосы Кулачковые насосы Перистальтические насосы Винтовые насосы Основные особенности объемных насосов следующие: - Наличие рабочих камер (полостей), периодически сообщающихся с всасывающим и нагнетательным патрубками. - Нагнетательный патрубок геометрически изолирован от всасывающего.- Подача перекачиваемой жидкости неравномерная.- Количество жидкости, подаваемой насосом, не зависит от развиваемого давления. Максимальный развиваемый напор теоретически не ограничен и определяется мощностью двигателя, прочностью деталей насоса и нагнетательного трубопровода. Объемные насосы применяют для извлечения из скважин нефти, перекачивания нефти по трубопроводам, подачи в скважины различных реагентов. Помимо этого насосы объемного действия применяют при промывке и обработке скважин, гидравлическом разрыве пласта, т. е. тогда, когда необходимо перекачивать сравнительно небольшой объем жидкости, содержащий абразивную взвесь, растворенный газ, химически активные компоненты. Производительность объемных насосов прямопропорциональна рабочему объему полости внутри насоса и зависит от скорости вращения насоса; давление на выходе объемных насосов постоянно, не зависит от производительности.

54. Потребный напор равен геометрическому напору плюс разность давлений на поверхности уровней в напорном и приемном резервуарах, плюс потери напора в системе на преодоление гидравлических сопротивлений. Потребным напором установки называется энергия, которую необходимо сообщить единице веса жидкости для ее перемещения по трубопроводу установки при заданном расходе из приемного резервуара в напорный. Потребный напор - движении жидкости по трубопроводам установки. Зависимость потребного напора от расхода ( Нттр / ( Q)) называется характеристикой насосной установки, или характеристикой сети, на которую работает насос. Величина потребного напора складывается из следующих потерь: Потери в сети (трассы трубопроводов, арматура, фанкойлы). Определяются в каждом конкретном случае на основании гидравлического расчета системы с учетом характеристик.

Потери в насосной станции и потери на соединениях. Потребный напор - это и есть всё вместе (сума потерь по длине, сумма местных потерь, свободный напор) + геометрия. Крутизна кривых потребного напора зависит от сопротивления трубопровода K и возрастает с увеличением длины трубопровода и уменьшением диаметра, а также с увеличением местных гидравлических сопротивлений.

55. Максимальная высота всасывания сильно зависит от температуры перекачиваемой жидкости, от потерь на трение и изгибы трубопровода, а также от скорости (диаметра) во всасывающем трубопроводе. Повышение темп-ры перекачиваемой ж. уменьшает высоту всасывания, поскольку с увеличением температуры увеличивается давление парообразования. Чтобы сократить потери на трение и изгибы со стороны всасывающего трубопровода, его надо делать коротким и широким, без лишних вставных элементов. Забитая приемная сетка и трудно открывающийся клапан сильно увеличивают потери энергии. В связи с тем, что потери на трение и скоростной напор зависят от скорости во всасывающем трубопроводе, в лопастных насосах диаметр всасывающего патрубка по сравнению с диаметром напорного, как правило, больше.

Если нельзя обойтись без излишне длинного подающего трубопровода, то нужно увеличить его номинальный внутренний диаметр по сравнению с диаметром всасывающего патрубка. Если нельзя обойтись без прокладки длинных труб, то необходимо уложить всасывающую линию с постоянным наклоном в сторону насоса для предотвращения образования воздушных пробок. Если это требование по каким-то причинам неосуществимо, то следует обеспечить отсос воздуха в наивысшей точке всасывающего трубопровода. Чтобы нигде не было подсоса воздуха, всасывающая труба в любом случае должна быть герметичной. Конец трубы должен быть погружен в жидкость минимум на 0,8м, чтобы недопустить возможного подсоса воздуха. Если перекачиваемая жидкость содержит воздух или газ, то следует удалять их при помощи деаэратора или вакуумного насоса. Напорный трубопровод в любом случае следует оснастить запирающей задвижкой (кроме полуавтоматических установок и осевых насосов), поскольку центробежные насосы включают и останавливают в основном при закрытой задвижке на напорном трубопроводе. Это запирающее устройство необходимо для регулирования подачи, а также для беспрепятственного отключения насоса от напорной магистрали во время ремонта. При напорах свыше 10,0-15,0м необходимо установить обратный клапан, который располагают между напорным патрубком и задвижкой на напорном трубопроводе. Этот клапан препятствует обратному току перекачиваемой жидкости при резкой остановке насоса и защищает всасывающий трубопровод от гидравлического удара. Величина необходимой мощности насоса находится в зависимости от величины напора и подачи, плотности и вязкости перекачиваемой жидкости (с повышением удельного веса и увеличением вязкости возрастает потребляемая мощность).

Главное требование при эксплуатации центробежных насосов состоит в соблюдении двух основных условий: - пуск насоса следует производить при заполненных всасывающем трубопроводе и корпусе насоса и закрытой напорной задвижке (вихревые и осевые насосы запускаются при открытой напорной задвижке);- запрещается осуществлять пуск насоса при закрытой или не полностью открытой всасывающей - задвижке, а также работать более 2-3 минут при закрытой напорной задвижке.