19. Индикаторные диаграммы

Внутреннее давление р_{ определяют путем обработки так называемых индикаторных диаграмм, снимаемых с действующего насоса индикатором. Диаграмма фиксирует изменение давления за один двойной ход поршня. Представляет собой запись давления в цилиндре насоса в зависимости от угла поворота приводного механизма, что позволяет наиболее полно судить о рабочем процессе насоса. По индикаторной диаграмме можно судить и об исправности работы насоса.

И деальная индикаторная диаграмма (фиг. 23) представляет собой прямоугольник ДЕСВД, в котором отрезок DE — линия всасывания, отрезок СВ — линия нагнетания. Моменту нача­ла всасывания, т. е. моменту открытия всасывающего клапана, соответствует точка D. При закрытии всасывающего клапана (точка Е) давление мгновенно возрастает (линия ЕС). Закрытие нагнетательного клапана (точка В) вызывает мгновенное снижение давления в цилиндре по линии BD. Линия А — А соответствует атмосферному давлению, а линия давления О—О — абсолютному нулю давления (р_н— абсолютное давление нагнетания, а р_в — всасывания). Отрезок I в известном масштабе представляет собою ход поршня. Идеальная диаграмма хар-ется тем, что в ней давления р_в = const и р_н = const. В этом случае индикаторным давлением будет постоянное давление, определяемое как разность:

П лощадь диаграммы (фиг. 23) в определенном масштабе представляет собой работу, совершаемую поршнем за один двойной ход (один оборот вала): где р, — индикаторное давление в кг/м²; F — площадь поршня в м²; S — ход поршня в м.

Действительная индикаторная диаграмма (фиг. 24), снятая с помощью индикатора, отличается от идеальной наличием волнообразных участков на линии всасывания и нагнетания и наклоном линий АВ и DC. Наклон этих линий объясняется постепенным закрыванием и открыванием всасывающего и нагнетательного клапанов и, следовательно, постепенным повышением или понижением давления в цилиндре. Зигзаги на диаграмме характеризуют изменения давления связанные с затухающими колеба­ниями клапанов.

Точка В соответствует моменту отрыва нагнетательного клапана от своего гнезда, а точка С — моменту отрыва всасывающего клапана от своего гнезда, когда сопротивления движению жидкости через него будут максимальными. Пунктирными линиями на диаграмме обозначен прямоугольник с площадью, равной площади индикаторной диаграммы. Высота этого прямоугольника и будет средним индикаторным, внутренним давлением р, а основание — в известном масштабе ходом поршня S.

П о форме индикаторной диаграммы можно судить также о исправности насоса и о влиянии сжимаемости перекачиваемой среды.

Так, форма диаграммы (фиг. 25,а) объясняется чрезмерно большой высотой всасывания, при которой жидкость не заполняет целиком ра­бочую камеру насоса. Открытие нагнетательного клапана в этом случае происходит с опозданием и сопровождается сильным стуком. Форма диаграммы (фиг. 25,6) свидетельствует о том, что вместе с жидкостью засасывается воздух. Колебание процесса всасывания на диаграмме (фиг. 25, в) объясняется наличием воздуха в камере насоса. Период колебания будет тем больше, чем больше в жидкости растворенного воздуха. Вследствие неплотности всасывающего клапана повышение давления происходит по наклонной линии ВС (фиг. 25,г). Диаграмма (фиг. 25,д) свидетельствует о неплотности нагнетательного клапана, вследствие чего повышение давления начинается перед концом хода всасывания; давление всасывания достигается после начала хода поршня. Индикаторная диаграмма (фиг. 25,е) свидетельствует о влия­нии сжимаемости перекачиваемой жидкости. Прямые АВ и DC яв­ляются линиями сжатия и расширения жидкости.