- •Введение. Компьютерная версия лаборатории гидромеханики, гидравлических машин и гидроприводов…………………………………………..4
- •Раздел 1. Прикладная Гидромеханика
- •Раздел 2. Гидравлические машины и гидроприводы
- •Библиографический список…………………………………………………131
- •1.1. Назначение и состав компьютерной версии лаборатории гидромеханики, гидравлических машин и гидроприводов.
- •Раздел I. Прикладная гидромеханика
- •Работа 1.2. Определение опытным путем слагаемых уравнения д. Бернулли при установившемся неравномерном движении жидкости в напорном трубопроводе.
- •Прибор, объединяющий конструктивно пьезометрическую (п) и
- •Для двух сечений потока реальной жидкости уравнение д. Бернулли имеет вид:
- •Порядок выполнения работы и обработка опытных данных.
- •Основные контрольные вопросы
- •Учебная литература к работе 1.3 :
- •Примечание к табл. 1.3:
- •Работа 1.3. Экспериментальная иллюстрация ламинарного и турбулентного режимов движения жидкости, определение законов сопротивления и критического числа рейнольдса.
- •Порядок выполнения работ и обработка опытных данных
- •Учебная литература к работе 1.3:
- •Работа 1.4. Изучение гидравлических сопротивлений напорного трубопровода с определением коэффициентов гидравлического трения и местных сопротивлений.
- •Порядок выполнение работы и обработка опытных данных.
- •Основные контрольные вопросы.
- •Учебная литература к работе 1.5:
- •Работа 1.5. Изучение истечения жидкости через малые отверстия в тонкой стенке и насадки при постоянном напоре в атмосферу.
- •Порядок выполнения работы и обработка опытных данных
- •Учебная литература к работе 1.6:
- •Работа 1.6. Экспериментальное изучение прямого гидравлического удара в напорном трубопроводе.
- •Порядок выполнения работы и обработка опытных данных
- •Основные контрольные вопросы
- •Учебная литература к работе 1.6:
- •Раздел 2. Гидравлические машины и гидроприводы Работа 2.1. Параметрические испытания центробежного насоса
- •Основные контрольные вопросы
- •Работа 2.2. Кавитационные испытания центробежного насоса
- •Основные контрольные вопросы
- •Работа 2. 3. Испытания нерегулируемого объемного насоса
- •Р ис. 2.10. Схема пластинчатого насоса однократного действия.
- •Основные контрольные вопросы
- •Ра бота 2. 4. Определение характеристик гидропривода с объемным регулированием
- •Н аряду с указанными применяют регулировочные характеристики
- •Основные контрольные вопросы
- •Работа 2. 5. Испытания гидропривода поступательного движения с дроссельным регулированием
- •Основные контрольные вопросы
- •Основные контрольные вопросы
- •Библиографический список .
Р ис. 2.10. Схема пластинчатого насоса однократного действия.
При вращении ротора пластины совершают, кроме вращательного, и возвратно-поступательное движение в пазах ротора, образуя замкнутые объемы-камеры, которые непрерывно меняют свою величину. При увеличении объема происходит всасывание, при уменьшении - нагнетание. В насосах за один оборот ротора два раза происходит всасывание, нагнетание жидкости. Насосы двукратного действия - нерегулируемые.
Шестерённые насосы. Бывают низкого и высокого давления.
Н асосы низкого давления применяются в системах смазки или системах подпитки гидроприводов, насосы высокого давления- в гидро-приводах.
Рис. 2.11. Схема шестеренного насоса.
Шестерённые насосы состоят из двух одинаковых цилиндрических шестерен, совершающих вращательное движение (рис.2.11). При вращении шестерён в противоположные стороны зубья выходят из зацепления и объем впадин шестерен заполняется жидкостью и переносится на сторону нагнетания, где и вытесняется при входе зубьев в зацепление. Шестерённые насосы малого давления (0,4...0,6 МПа) при-меняются в системах смазки различных машин, а с давлением 7 ... 16 Мпа-в гидроприводах. Широкое распространение получили насосы типа НШ. Они развивают номинальное давление 10...16 МПа и максимальное- до 25 МПа, объемный КПД их- 0,92, а КПД насоса- до 0,85.
Винтовые насосы. Отличаются высокой надежностью, компакт-ностью, бесшумностью в работе и равномерной подачей жидкости. Они выпускаются в двух и трехвинтовом исполнении. Трехвинтовой насос (рис. 2.12) состоит из трех винтовых роторов, средний из которых, (диаметром Дн) является ведущим, а два боковых (диаметром dн) служат в качестве уплотнителей ведущего винта. При вращении винтов их нарезки, взаимно замыкаясь, отсекают во впадинах некоторые объемы жидкости и перемещают их вдоль оси вращения.
Насосы развивают давление до 20 МПа и имеют КПД 0,80,85.
В интовые насосы- нерегулируемые. Применяются в гидроприводах, маслосистемах турбин и для подачи вязких жидкостей.
Рис. 2.12. Трехвинтовой насос.
Основными техническими показателями объемного насоса являются: подача, рабочий объем, давление, мощность и КПД. Все они, кроме рабочего объема, были рассмотрены ранее (см. работу 2.1), поэтому на них в данной работе останавливаться не будем.
Р абочий объем насоса qн- разность наибольшего и наименьшего значений замкнутого объема за оборот или двойной ход рабочего органа насоса. Он связан с идеальной подачей зависимостью:
где Qт и nн- идеальная подача и частота вращения.
Характеристики нерегулируемых объемных насосов. Характеристика объемного насоса- графические зависимости подачи Q, мощности N и КПД) от давления р при постоянных значениях частоты вращения и плотности жидкости на входе в насос, т. е. Q= f(р), N= f(p), = f(p). Объ-емные насосы различных типов имеют аналогичные характеристики (рис. 2.13).
1. Напорная характеристика нерегулируемого насоса есть Q= (p). Иде-альная подача Qт не зависит от давления, поскольку Qт= qнnн. Очевидно, Qт= f(р) при nн= const изобразится прямой, параллельной оси р (см. прямую 1 на рис. 2. 13).
Р ис. 2.13. Характеристика нерегулируемого объемного насоса.
Напорная характеристика для реальной подачи Q= f(P) при nн= const (прямая 2 на рис. 2.13) несколько отклонится вниз от прямой 1. Такое отклонение связано с наличием утечек жидкости Q в насосе через зазоры из области нагнетания в область всасывания. Утечки жидкости прямо пропорциональны давлению и обратно пропорциональны вязкости жидкости. Если вязкость жидкости 2<1, то утечки будут больше и прямая 3 на рис. 2. 13 будет проходить ниже прямой 2, если 2>1- выше.
2. Напорная характеристика нерегулируемого насоса с переливным клапаном (рис. 2.14 6).
Для того, чтобы обезопасить насос 2 и гидросеть 3 от чрезмерного повышения давления при уменьшении подачи до Qc, параллельно насосу 2 ставят переливной (перепускной) клапан, который открывается под действием повышенного давления и пропускает часть подачи насоса QКЛ через клапан в бак. Наличие клапана изменяет (ломает) характеристику насоса в точке 2. Прямая 2-3 отклоняется от вертикали. Величина участка 3-4 составляет 10...15% от давления настройки клапана рНК и зависит от характеристики клапана.
а) б)
n = const, q = const
3
2
1
2
4
4
Рис. 2.14. Схема насоса с переливным клапаном (а) и его напорная характеристика (б).
Н а участке 2-3 подача жидкости в гидросеть равна:
Наряду с рассмотренными находят применение универсальные или топо-графические характеристики. На них изображаются напорные характе-ристики для различных значений частот вращения nН и кривые равных КПД и мощностей. Эти характеристики получают при испытаниях насоса на специальных установках.
Рис. 2.15. Установка для испытания нерегулируемого насоса.
Цель работы: 1. Усвоить принцип действия и изучить работу насосной установки с объемным нерегулируемым насосом.
2. Освоить методику испытаний нерегулируемого объемного насоса.
3. Получить характеристику .нерегулируемого объемного насоса.
Описание установки. Установка с открытой системой циркуляции жидкости (рис. 2.15) включает в себя: объемный насос 1, балансирный электродвигатель 114, бак 8, всасывающий 6 и нагнетательный 3 трубо-проводы, дроссель 15, теплообменнике, фильтр 10, предохранительный клапан 2 и контрольно-измерительную аппаратуру, служащую для замера: подачи (расходомер II), давления (манометр 4 и вакуумметр 5), мощности-насоса (балансирный электродвигатель 14 с весами и рычагом 13 и тахометром 12), .температуры рабочей жидкости (термометр 7). При работе установки рабочая жидкость по всасывающему трубопроводу 6 поступает в насос, затем по напорному трубопроводу 3 через регулируемый дроссель 15 (если он открыт) к расходомеру 11, фильтру 10 и теплообменнику 9 в бак 8. В случае, если дроссель закрыт или открыт частично, давление за насосом повышается и, если станет больше давления настройки клапана рНК, предохранительный клапан 2 откроется и будет пропускать через себя в бак всю жидкость или часть её.
Порядок выполнения работы и обработка опытных данных: 1.Включить установку и добиться требуемого температурного режима.
2. Изменяя положение дросселя 15, обеспечить давление на выходе из насоса равным: минимально возможному (нуль), 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 и 1,05 номинального давления.
3. При каждом режиме работы снять показания: манометра- рм, вакуумметра- рв, расходомера- Qon , тахометра- nоп, весов- F, термометра t°C и записать их в табл. 2. 6.
4. Выключить установку.
5 . Вычислить технические параметры работы насоса и результаты записать в табл. 2. 6.
Д авление насоса
П ри Zм<2м допускается принимать
Подача насоса Qоп определяется расходомером или объемным спосо-бом, в последнем случае необходимо знать время наполнения измеряемого объема в мерном баке. Идеальная подача Qт находится по графику Qт= f(р) на продолжении кривой при значении давления р= 0.
М ощность насоса Nоп
где L- плечо балансирного электродвигателя, м;
F- усилие на весах, Н;
F0- начальное усилие на весах (определяется при отключенном насо се),H.
П олезная мощность Nnon
К ПД насоса н
О бъемный КПД 0
М еханический (гидромеханический) КПД* м
Таблица 2.6
Измеряемые параметры |
Рассчитываемые параметры |
||||||||||||||||
рм, Па |
Рн, Па |
Qon, л/с |
non, об/ мин |
F, н |
t, C |
Pon, МПа |
Non, кВт |
Nnon, кВт |
N, кВт |
Q, л/с |
н |
0 |
м |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Характеристику насоса, т. е. графические зависимости Q= f(p), N= f(p), н= f(р), следует построить по приведенным к номинальной частоте
________________________
*Разделить гидравлические и механические потери в объемных гидромашинах довольно трудно. Поэтому их определяют совместной оценивают одним гидромеханическим КПД, который для краткости часто называют мexaничecким м= м г. Для объемных гидромашин н= м 0. В каталогах для объемных насосов приводятся значения н и 0, а величину м получают вычислением.
в ращения nн значениям, подачи, мощности
и значению КПД, вычисленному по формуле (2.32).
Дополнительно следует построить графики 0= f(p) и m = f(p).