Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Уфимский государственный авиационный технический университет

Факультет защиты в чрезвычайных ситуациях

Кафедра пожарной безопасности

Расчетно-графическая работа о дисциплине

«Пожарная техника»

на тему:

«Оценка возможностей работы двигателя и насоса пожарного автомобиля при различных режимах работы»

Выполнил: студент гр. ПБ-506

Мустафин Э.В.

Проверил: преподаватель

Тангатаров А.Ф.

Дата сдачи: 8.12.2014 г.

Уфа 2015

Содержание

1 Задание на выполнение расчетно-графической работы 3

2 Расчет характеристик насосно-рукавной системы 5

3 Расчет внешней скоростной характеристики двигателя 8

4 Графоаналитическое определение возможности совместной работы двигателя и пожарного насоса 12

Приложение А 16

Приложение Б 17

1 Задание на выполнение расчетно-графической работы

При тушении пожара используется пожарный автомобиль, параметры которого заданы в табл. 1. К месту пожара произведено боевое развертывание по схеме, приведенной в табл. 2. Данные из табл. 1 выбрать по последней цифре, а из табл. 2 - по предпоследней цифре номера зачетной книжки.

Задание выполняется в следующей последовательности:

- определите подачу Q и напор Н на насосе при номинальной частоте вращения вала насоса для заданной cxeмы боевого развертывания;

- определите, как изменятся параметры насоса Q и Н, если частота вращения вала насоса увеличится до 2900 об/мин.

Т а б л и ц а 1 - Исходные данные для расчета

Данные	Значение
Максимальная мощность двигателя Nmax, кВт	143,4
Частота вращения коленчатого вала nк, (об/мин) при Nmax	4400
Максимальный крутящий момент двигателя Мmax, Н*м	411,9
Частота вращения коленчатого вала nк, (об/мин) при Мmax	2250
Минимальная частота вращения вала двигателя nmin, (об/мин)	600'
Тип двигателя	К
Колесная формула	6x6

Т а б л и ц а 2 Боевое развертывание

Схема насосно-рукавной системы	Sсист	z, м
	0,09	20

Проанализируйте возможность такого режима работы в условиях тушения пожара по напору на насосе;

- оцените возможность работы насоса с заданной рукав- ной системой, если двигатель не развивает полную мощность вследствие износа. Потери мощности указаны в табл.3 и выбираются по 3 справа цифре номера зачетной книжки.

Таблица 3

Варианты	3
Коэффициент снижения мощности двигателя КN	0,8

2 Расчет характеристик насосно-рукавной системы

1. Для определения Q и Н при работе насосно-рукавной системы в номинальном режиме (n' = 2700 об/мин) необходимо построить характеристику насоса H = f(Q), и характеристику рукавной системы h_p = f(Q). Значения H и h рассчитывать для пяти точек в интервале изменения Q от 0 до 50 л/с.

Q₁ = 0 л/с

Q₂ = 10 л/с

Q₃ = 30 л/с

Q₄ = 40 л/с

Q₅ = 50 л/с

Напор H = f(Q) при номинальной частоте вращения вала насоса определяется для насоса ПН-40УА по формуле:

H = -0,02Q² + 0,49Q + 110,11

Н(Q₁)= -0,02*0² + 0,49*0 + 110,11=110,11 м

Н(Q₂)= -0,02*10² + 0,49*10 + 110,11=113,02 м

Н(Q₃)= -0,02*30² + 0,49*30 + 110,11=106,81 м

Н(Q₄)= -0,02*40² + 0,49*40 + 110,11=97,71 м

Н(Q₅)= -0,02*50² + 0,49*50 + 110,11=84,611 м

Потери напора в рукавной системе h_p = f(Q) определяются по формуле, по ранее принятым значениям Q:

h_p = S_систQ² + Z

где S_сист = 0,1 (значение S_сист задано в табл.2);

Z = 10, м.

h_p(Q₁) = 0,09* 0² + 20 = 20 м

h_p(Q₂) = 0,09* 10² + 20 = 29 м

h_p(Q₃) = 0,09* 30² + 20 = 101 м

h_p(Q₄) = 0,09* 40² + 20 =164 м

h_p(Q₅) = 0,09* 50² + 20 =245 м

Полученные результаты расчета необходимо представить графически на миллиметровой бумаге. Построение кривых выполнить в первом квадранте (Приложение А).

Точка пересечения кривых H = f(Q) и h_p = f(Q) даст рабочую точку с параметрами Q_р и Н_р, характеризующую работу насосно-рукавной системы при номинальной частоте вращения вала насоса.

2. Определение параметров Q и Н в насосно-рукавной системе при работе насоса с частотой вращения n^// = 2900 об/мин.

Для построения характеристики H^// = f(Q^//) при частоте вращения насоса, отличной от номинальной, используются зависимости из теории подобия центробежных насосов. Изменение частоты вращения центробежного насоса приводит к изменению его параметров, связанных следующими уравнениями:

Используя ранее принятые значения Q и полученные по формуле (I) значения Н, определяются Q^// и Н^// (5 точек) по выражениям выше. В первом квадрате строится кривая H^// = f(Q^//) по рассчитанным значениям Q^// и Н^//.

Пересечение графических зависимостей H^// = f(Q^//) и h_p = f(Q) дает значения рабочей точки насосно-рукавной для новой частоты вращении насоса.

Q^// = (n^//*Q)/n^/

Q^//₁= 2900*0/2700=0 л/с

Q^//₂= 2900*10/2700=10,74 л/с

Q^//₃= 2900*30/2700=32,22 л/с

Q^//₄= 2900*4/2700=42,96л/с

Q^//₅= 2900*50/2700=53,7 л/с

H^// = (n^//2*H)/n^/2

H^//₁= 2900²*110.11/2700²=127.02 м

H^//₂= 2900²*113,01/2700²=130,37 м

H^//₃= 2900²*106,81/2700²=123,22 м

H^//₄= 2900²*97,71/2700²=112,7 м

H^//₅= 2900²*84.61/2700²=97,6 м