Питання для самоперевірки.

1. Яке призначення насоса, мотора?

2. Принцип дії об’ємних і динамічних гідромашин.

3. Що таке напір насоса і як його виразити через параметри рідини на вході і виході?

4. Що таке ККД насоса і як його виразити через механічний, об’ємний і гідравлічний ККД ?.

5. Як виразити механічний, об’ємний, гідравлічний ККД?

6. Як виразити корисну потужність насоса?

7. Як виразити спожиту потужність насоса через його корисну потужність?

8. Поясніть процес кавітації. Що таке висота всмоктування, висота нагнітання? Протикавітаційні заходи.

Задачі.

Задачі даної теми зводяться до визначення потужності, спожитої насосом, подачі насоса, робочого об’єма, побудові характеристик центробіжних насосів при різниці частоти обертання, визначення ККД . Для їх роз’язання треба використовувати вище перераховані формули і відношення, а також відомі формули для визначення геометричних розмірів.

Приклад 2.1.1. Насос (Мал.21) подає воду із нижнього бака в верхній на висоту h=10 м по трубопроводу довжиною L=12 м і діаметром d=100 мм. Визначити ККД насоса, якщо при подачі Q=36 м³/год споживана потужність N=1,5 кВт.Прийняти коефіцієнт тертя =0,025 і суму коефіцієнтів місцевих втрат =10.

Розв’язок.

ККД насоса дорівнює відношенню корисної потужності до спожитої

Мал. 21

=

Корисна потужність насоса це потужність отримана рідиною в насосі

N=gQH

Напір насоса Н дорівнює напору Н_потр , тобто тому, який необхідно придати рідині, щоб вона текла по даному трубопроводу з заданою витратою. В даному прикладі:

Н_потр=h+ =11,076 м.

Корисна потужність:

N_n=gQH=10009,8(36/36000)11,076=1085,448 Вт.

ККД насоса:

= =0,724 .

Приклад 2.1.2. В скільки раз підвищиться ККД насоса, якщо при його доводці вдалося збільшити гідравлічний ККД _г на 2% , а механічний _м на 1,5%.

Розв’язок.

ККД насоса

=_м_о_г

Позначивши індексом “1” відповідні ККД до доводки насоса, а індексом “2” ККД після доводки, відповідно умовам задачі будемо мати:

_2м=1,015_1м , _2г=1,02_1г , _2о=_1о

Відповідно:

₂=_2м_2г_2о=1,051,02_1м_1г_1о=1,0353₁

тобто після доводки насоса його ККД підвищиться на 3,53%.

Тема 2.2. Об’ємні насоси.

Принцип дії, загальні властивості і класифікація, область застосування об’ємних насосів. Насоси зворотньопоступальної дії. Будова і область застосування поршневих, плунжерних і діафрагмових насосів. Графік подачі і способи її вирівнювання.Загальні властивості, класифікація і область застосування роторних насосів. Будова і особливості роторних насосів різного типу: шестеренчатих, пластинчатих, роторно-поршневих, гвинтових.

Література: (1) ст. 275-307, (2) ст. 211-246, (4) ст. 189-208.

Методичні вказівки.

В об’ємних насосах передача механічної енергії рідини (в основному потенційної енергії тиску) відбувається за рахунок витіснення її поршнями, плунжерами, зубами шестерень, гвинтовими поверхнями, пластинами. Витіснювачі замикають порцію рідини в робочій камері, а потім витісняють її в напірний трубопровід.

Обємні насоси розділяють на дві групи:

1. З нерухомими робочими камерами де рідина розподіляється за допомогою клапанів - поршневі насоси.

2. З рухомими робочими камерами – безклапанні, роторні насоси.

Відсутність клапанів в роторних насосах дозволяє використати їх в якості гідродвигунів. Відповідно роторні машини зворотньої дії. В порівнянні з поршневими, низькооборотними насосами, роторні насоси високооборотні, забезпечують більш рівномірну подачу рідини, однак вони придатні лише для неагресивних чистих змащувальних рідин.

Ідеальна (теоретична) подача об’ємного насоса, якщо не було б перетікання рідини через зазори із напірної порожнини у всмоктувальну, не залежала б від напору, розвинутого насососом. Вона визначалась би добутком робочого об’єму насоса на частоту робочих циклів насоса. Дійсна (реальна) подача насоса менше ідеальної внаслідок втрат, перерахованих вище.

Напір об’ємних насосів визначається зовнішнім навантаженням (зусиллям, прикладеним до витискувача). В принципі при роботі апсолютно герметичний об’ємний насос може створювати скільки завгодно високий напір (тиск) при скільки завгодно малій швидкості витискувачів.

В дійсності внаслідок втрат насос може створювати обмежений, але надто високий напір (тиск). Тому для запобігання поломки насоса, або руйнування трубопровода використовуються пристрої, що обмежують тиск, розвинутий насосом – запобіжні клапани або сервомеханізми.

Роторні насоси, конструкція яких дозволяє при незмінній частоті обертання змінювати подачу, називаються регулюємими. Очевидно, що регулюємі насоси складніше і дорожче нерегульованих. Регульовані насоси можуть бути з реверсивною подачею рідини (зі зміною напрямку потоку).