- •3.1 Будова, принцип дії і класифікація 53
- •Загальні відомості про гідромашини і компресори та їх класифікація
- •1 Основні параметри насосів
- •2 Динамічні насоси
- •2.1 Будова, принцип дії і класифікація
- •2.2 Робочі колеса відцентрових насосів
- •2.3 Рух рідини в каналах робочого колеса ідеального насоса
- •2.4 Рівняння Ейлера для турбомашин
- •2.5 Вплив обмеженого числа лопатей на тиск насоса
- •2.6 Баланс енергії і коефіцієнт корисної дії динамічної машини
- •2.7 Залежність подачі, напору і потужності насоса від частоти обертання вала
- •Згідно рівняння Ейлера для безударного режиму роботи насоса
- •2.8 Характеристика динамічного насоса
- •2.9 Відносні (відсоткові) характеристики
- •2.10 Вплив густини і в’язкості рідини на характеристику насоса
- •2.11 Перерахунок характеристик відцентрових насосів з води на нафту
- •2.12 Явище подібності у відцентрових насосів
- •2.13 Коефіцієнт швидкохідності. Класифікація коліс за коефіцієнтом швидкохідності
- •2.14 Гідравлічна система. Робота насоса на гідравлічну мережу
- •2.15 Паралельна робота відцентрових насосів
- •2.16 Послідовна робота відцентрових насосів
- •2.17 Кавітація. Визначення висоти всмоктування динамічного насоса
- •2.18 Регулювання роботи відцентрових машин
- •2.18.2 Регулювання зміною частоти обертання вала машини
- •2.18.3 Регулювання зміною зовнішнього діаметра робочого колеса
- •2.18.4 Інші способи регулювання
- •3 Об’ємні насоси
- •3.1 Будова, принцип дії і класифікація
- •3.2 Середня подача зворотно-поступальних насосів різних типів Середня теоретична подача зпн за один оберт кривошипного вала рівна об’єму , описаному його поршнями (плунжерами). За час t
- •3.3 Графіки миттєвих подач насосів різних типів
- •3.4 Пневмокомпенсатори
- •3.5 Розрахунок пневмокомпенсаторів
- •3.6 Тиск в робочій камері насоса при нагнітанні і всмоктуванні з пневмокомпенсатором
- •Підставивши значення у вираз (3.18), отримаємо
- •3.7 Індикаторна діаграма
- •3.8 Втрати енергії. Коефіцієнт корисної дії і характеристика зворотно-поступальних насосів
- •3.9 Класифікація клапанів об’ємних насосів
- •3.10 Основи теорії роботи клапана
- •3.11 Умови виникнення стуку клапана
- •3.12 Основи розрахунку зворотно-поступальних насосів
- •3.12.1 Розрахунок гідравлічної коробки насоса
- •3.12.2 Розрахунок штока насоса двохсторонньої дії
- •3.13 Регулювання режиму роботи зворотно-поступальних насосів
- •3.14 Випробування об’ємних насосів
- •3.15 Основні правила обслуговування об’ємних насосів
- •4 Турбобури
- •4.1 Будова і принцип дії турбобурів
- •4.2 Види турбобурів
- •4.3 Однорозмірна теорія осьових турбін
- •4.4 Плани швидкостей. Режим роботи турбіни
- •4.5 Полігон швидкостей. Кінематичні коефіцієнти турбін
- •4.6 Умови роботи турбобура на вибої
- •4.7 Характеристика турбіни
- •4.8 Ремонт і регулювання турбобура
- •5 Компресори
- •5.1 Область застосування і типи компресорних машин
- •За розміщенням циліндрів компресори об’ємної дії бувають: горизонтальні, вертикальні, прямокутні (кутові), опозитні, V-подібні, ш-подібні, зіркоподібні.
- •5.2 Поршневі компресори. Принцип дії, будова, класифікація
- •5.3 Основні параметри компресорів
- •5.4 Одноступеневий стиск в поршневому компресорі
- •5.4.1 Робочий процес в циліндрі компресора
- •5.5 Об’ємна витрата газу на вході одноступеневого компресора
- •5.6 Ступеневе стиснення газу в поршневому компресорі
- •5.7 Основи термодинамічного розрахунку нафтопромислового компресора
- •1 Вибір числа ступеней
- •2 Розподіл тисків по ступенях
- •3 Показник адіабати і газова постійна суміші
- •4 Визначення температур по ступенях
- •5 Вибір типу і схеми компресора
- •6 Коефіцієнти співвідношення об’ємів
- •7 Визначення об’ємного коефіцієнта
- •8 Визначення коефіцієнтів наповнення Значення коефіцієнтів наповнення визначається за формулою
- •9 Визначення секундних робочих об’ємів
- •10 Визначення параметрів приводу компресора
- •5.8 Шляхи вдосконалення поршневих компресорів
- •Висновки
- •Перелік рекомендованої літератури
3.7 Індикаторна діаграма
Індикаторна діаграма характеризує залежність між тиском і об’ємом рідини в робочій камері за один оберт корінного вала насоса.
Розглянемо індикаторну діаграму ідеального насоса (рис.3.10, а).
Рвх,
Рвих
–
відповідно тиск у вхідному і вихідному
патрубках; Рі
–
індикаторний тиск; Vшк
–
об'єм шкідливого простору; Vп
–
об'єм, який описує
поршень; lі–
довжина індикаторної
діаграми
Р1,
Р2
–
тиски в робочій камері при всмоктуванні
і нагнітанні; ΔРвх,
ΔРвих
–
втрати тиску на вхідному і вихідному
клапанах
а) ідеальна діаграма; б) реальна діаграма;
Рисунок 3.10 – Індикаторна діаграма насоса однократної дії
Ознаки ідеального насоса наступні:
– перекачувана рідина не стискується і немає в’язкості;
– відсутні втрати рідини;
– тиск на вході і виході – строго постійна величина;
– клапани не створюють ніякого опору;
– відсутнє запізнення відкриття і закриття клапанів.
В координатах p, V індикаторна діаграма ідеального насоса має вигляд прямокутника 1-2-3-4. Точка 1 характеризує стан рідини в робочій камері насоса в кінці циклу всмоктування (момент закриття вхідного клапана); точка 2 – початок циклу нагнітання (момент відкриття вихідного клапана); точка 3 – кінець циклу нагнітання (момент закриття вихідного клапана); точка 4 – початок циклу всмоктування (момент відкриття вхідного клапана).
Площа індикаторної діаграми характеризує індикаторну роботу. Для ідеального насоса індикаторна робота буде
. (3.32)
Індикаторна потужність – це робота виконана за одиницю часу
, (3.33)
де – час одного ходу поршня;
– середня подача насоса за один хід поршня (один оберт корінного вала).
Індикаторна діаграма реального насоса відрізняється від ідеального тим, що лінії 1-2 і 3-4 похилі (це зумовлено стискуванням і розширенням перекачуваної рідини та пружною деформацією стінок робочої камери). На форму лінії 2-3 та 4-1 впливають коливання тиску на вході і виході насоса, а також зміни гідравлічних опорів в клапанах.
Відхилення лінії 1-2 від вертикалі завжди більше ніж 3-4, тому що об’єм, який описує поршень значно більший від об’єму шкідливого простору. на величину опору вхідного клапана.
Незаштрихована площа індикаторної діаграми (рис.3.10, б) представляє корисну роботу, яку виконує поршень за один оберт корінного вала.
В реальному насосі індикаторний тиск за один хід – величина змінна. Середнє значення індикаторного тиску буде
, (3.34)
де – площа індикаторної діаграми;
– довжина індикаторної діаграми;
– масштаб пружини індикатора.
За індикаторною діаграмою визначають індикаторну потужність і проводять технічну діагностику насоса. Індикаторна потужність реального насоса буде
, (3.35)
де – середня теоретична подача насоса.
Індикаторна потужність насоса багатократної дії визначається сумою індикаторних потужностей всіх робочих камер.
Для діагнозу несправностей насоса зняту індикаторну діаграму порівнюють з еталонною і виявляють відхилення від норми.
Потужність реального насоса буде
, (3.36)
де – механічний ККД насоса.
Потужність двигуна для приводу ЗПН
, (3.37)
де індикаторна потужність;
механічний ККД насоса;
ККД передачі між двигуном і насосом;
коефіцієнт запасу потужності ( для малопотужних насосів; для потужних насосів).