Гидравлические машины.

Гидромашины

насосы гидродвигатели

Гидравлические машины, придающие протекающей через них жидкости дополнительную энергию – насосы.

Гидравлические машины, отбирающие у движущейся жидкости часть энергию и превращающие ее в механическую работу – гидродвигатели.

К гидравлическим машинам относят также гидравлические передачи и приводы.

Классификация гидромашин по принципу действия.

Гидромашины (насосы и т.д.) различают на динамические и объемные.

Принцип действия динамических машин основан на аэро-гидродинамическом воздействии потока жидкости с лопатками рабочих колес этих машин.

Принцип действия объемных машин основан на попеременном заполнении жидкостью (воздухом) пространства внутри машин – рабочей камеры с последующим вытеснением ее из рабочей камеры с помощью вытеснителя.

Гидромашины динамического типа: турбина ГЭС.

Объемные гидромашины – гидроцилиндр с вовратно–поступательным движением второго звена; гидромотор.

Насосы.

∆Е = Е_е-Е₁

удельная энергия жидкости на входе и выходе.

∆Е = (z₂-z₁) + (p₂-p₁)/ρg + (V₂²-V₁²)/2g

Насосы могут обеспечивать приращение разных величин

1. z – водоподъемные механизмы

2. У объемных насосов (р₂-р₁)/ρg значитительно, а остальные величины = 0

3. создают и потенциальный набор, и скоростной – центробежные, лопостные насосы.

Рабочие параметры насосов:

1. Подача насоса – производительность – количество жидкости, подаваемой в напорный трубопровод в единицу времени

[Q] = [м³/с] – объемные

[Q_m] = [кг/с] – массовые

2. Напор насоса – разность приращения энергии

[∆H] =H₂-H₁ [м] (на выходе – на входе)

3) Давление насоса р_н

р_н = Нρg

Характеристики насоса:

Н_н = f (Q_н) – напор показанные на графику зависимости -

N_н = f (Q) – характеристики насоса, n = сonst (частота врвщения)

η_m = f (Q) – к.п.д.

Н_СТ=(z₂-z₁) + (p₂-p₁)/ρg

Решение согласованной работы – рабочая точка.

р = (р₂-р₁) + (v₂²-v₁²)/2g

p ≡ p₂-p₁

4) мощность

N_н – мощность, подводимая к насосу от двигателя – привода

N_н.пол – полезная мощность

N_н.пол = γθН_н

γ = ρg

θφ = m – в единицу секунды от насоса подающего

N = mgH – потенциальная энергия тела, поднятого на высоту Н.

1 сек насос подает Q жидкости.

5) КПД насоса

η_н = N_н.пол/N_н<1

η_н = η_мах

Насосная установка и ее характеристики.

1. Насос

2. Расходный резервуар, приемный раствор

3. Соединительные трубы

4. Гидроаппаратура

Насосы

Динамические объемные

По типу движения раб. органа

Лопастные Струйные

Возвратно- роторные

Центробежные поступательный роторно- роторно-

Вращательные поступательные

осевые поршневые пинципные шестерные шиберные актально-

диафражение (пластические) поршневые

винтовые

радиально- с наклонным

поршневые блоком

однократного и с наклонным

двукратного диском

действия

Трубопровод от р.р. до Н – всасывающий участок трубопровода

От Н до ПР – напорный трубопровод

ПР, РР – может быть кА закрытым, так и закрытым./бак под р_атм – открыт)

Составим уравнение Бернулли для истечения жидкости/2 уровня от рр до Н и от Н до ПР

∆z = (z_3-z₀)

0-0 1-1 выед Д

z₀=0 z₁

p₀=p₀ p₁

V₀=0 V₁

∑h

0-1 участок всасывания трубы

р₀/ρg = z₁+p₁/ρg+αV₁²/2g+∑hl_e – труб. ∆Н относится к самому насосу. Н

относится к установке.

2-2 – выход ЭД 3-3 ∆z + ∆р/ρg – не зависит от Q –

z₂ z₃ = ∆z статический напор, чтобы преодолеть

p₂ p₃ разность уровня и давлений

V₂ V₃ = 0

3. ∑h напорного трубопровода

z₂ + p₂/ρg + αV₂²/2g = ∆z + p₃/ρg + ∑h_{напр. тр.}

∆Н = Е₂ – Е₁ = z₂ – z₁ + (p₂ – p₁)1g + (V₂² – V₁²)/2g (напор насоса)

Е₁ = р₀/ρg - ∑h_ВС – из 0-1

Е₂ = ∆z + p₃ + ∑h_Hтр – из 2-3

H_потреб = ∆z + p₃/ρg + ∑h_Нтр – р₀/ρg + ∑h_ВСтр = ∆z + (p₃ – p₀)/ρg + ∑h_Нтр + ∑h_ВСтр = = ∆z + (p₃ – p₀)/ρg + ∑h_общ