Вопрос 1.5. Коэффициент подачи поршневых насосов, факторы на него влияющие

Действительная подача насоса всегда меньше теоретической Q_т. Это обусловлено:

а) утечками жидкости через уплотнения штока или поршня в атмосферу;

б) перетоком жидкости через уплотнения поршня внутри цилиндра;

-11-

в) утечками жидкости в клапанах вследствие их негерметичности

и запаздывания закрывания;

г) подсосом воздуха через уплотнения сальника;

д) дегазацией жидкости в цилиндре насоса вследствие снижения давления в рабочей камере;

е) отставанием жидкости от движущегося поршня.

Утечки, перечисленные в пп. а), б) и в), учитываются коэффициентом утечек , явления, перечисленные в пп. г) д) и е),- коэффициентом наполнения .

Произведение коэффициентов утечек и наполнения называется коэффициентом подачи , который характеризует отношение действительной подачи насоса к теоретической:

= (1.7)

Коэффициент подачи зависит от качества уплотнений, степени их изношенности, свойств перекачиваемой жидкости и режима работы насоса. В реальных условиях коэффициент подачи колеблется от 0,85 до 0,98.

Вопрос 1.6. Графики подачи поршневых насосов

Насос одинарного действия. В правильно работающем насосе жидкость непрерывно следует за поршнем. Объем жидкости, подаваемой в каждый данный момент , равен мгновенной скорости поршня, умноженной на его площадь. Последняя - величина постоянная, следовательно, подача жидкости насосом изменяется так же, как изменяется скорость поршня.

Зная закон изменения скорости движения поршня с кривошипным приводом, получим выражение для определения мгновенного объема подаваемой жидкости:

Так как правая часть полученного выражения отличается от скорости и только постоянным множителем F, то изменение подачи насоса в течение хода поршня может быть графически изображено также синусоидой (рис. 1.3. а), причем ординаты ее будут изображать мгновенные подачи жидкости.

Насос двойного действия. За один оборот кривошипа насоса жидкость вытесняется в напорный трубопровод дважды. Если не учитывать объема штока в одной из полостей насоса, то график подачи жидкости будет образован двумя положительными частями двух синусоид (рис. 1.3. б).

- 12 -

Двухцилиндровый насос двойного действия. Кривошипы двух­цилиндровых насосов двойного действия смещены на 90° по отноше­нию друг к другу. График подачи насосом жидкости будет образован четырьмя синусоидами (рис. 1.3. в). Характерно, что нулевых значе­ний подачи насоса за полный оборот вала насоса при этом нет, т.е. жидкость поступает в нагнетательный трубопровод непрерывно.

Трехцилиндровый насос одинарного действия. Кривошипы на­соса расположены под углом 120° один по отношению к другому, по­этому суммарная подача всех трех цилиндров будет характеризоваться графиком, полученным в результате сложения трех синусоид, сдви­нутых на 120° по отношению друг к другу.

Рис. 1.3. Подача жидкости поршневыми насосами

Важнейший показатель, характеризующий насос объемного дей­ствия, - степень неравномерности его подачи, отражающая отноше­ние максимальной подачи к средней за один оборот кривошипа. Сте­пень неравномерности m может быть определена как отношение мак­симальной ординаты графика к высоте прямоугольника, равно­великого по площади к этим графикам (см. рис. 1.3).

m=

Для одноцилиндрового насоса одинарного действия:

;

;

m= ,

- 13 -

т.е. максимальная подача превышает среднюю в 3,14 раза. Неравномерная подача жидкости приводит к пульсации ее пото­ка во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, увеличивая нагрузку на привод насоса.

Неравномерность подачи насосов двойного действия и с большим числом цилиндров определяется аналогичным образом. Коэффици­ент неравномерности подачи жидкости для некоторых насосов имеет следующие значения:

Одноцилиндровый насос одинарного действия ..........................3,14

Одноцилиндровый насос двойного действия............................... 1,57

Двухцилиндровый насос двойного действия ................................. 1,1

Трехцилиндровый насос одинарного действия ........................ 1,047

Пятицилиндровый насос одинарного действия ....................... 1,021

Поршневые насосы с нечетным количеством цилиндров более совершенны, так как обеспечивают более равномерную подачу жид­кости. Увеличение числа цилиндров больше трех нерационально, поскольку достигаемый эффект незначителен, а конструкция насоса резко усложняется.