Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Насосы, вентиляторы, компрессоры

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
12.11.2023
Размер:
5.63 Mб
Скачать

которого

изменяется по

закону синусоиды

V ~

 

 

 

 

 

 

 

Лля выравнивания подачи поршневого насоса (и компрессора) увели­

чивают

кратность действия

машины

L

 

, т .е .

число

всасываний и подач

за один оборот вала (за счет увеличения числа рабочих цилиндров или

увеличения количества полостей в цилиндре), применяют воздушные кол-

гаки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На листе показаны графики подачи поршневых насосов различной

кратности

действия.

Самой

равномерной

подачей обладает поршневой

на­

сос

тройного действия

(

ù

 

3).

Такой

насос

имеет

обычно

три рабочих

цилиндра, при чем при очередном повороте кривошипа на

1^0°

одновремен

но

осуществляется подача

из

двух

рабочих

полостеп.

 

 

 

 

 

 

3

 

 

поршневом насосе в одном цилиндре возможно создание

столь высо

кого давления, насколько велики мощность приводного

двигателя и проч­

ность материала основных конструктивных элементов машины. Но, в порш­

невом компрессоре,

где

 

 

 

 

достижение

высокого

давления возмож­

но лишь при многоступенчатом сжатии.

Здесь это объясняется,

прежде

всего,

наличием вредного

пространства

 

V fl

При увеличении

давления

Pj? на выходе из (ступени) рабочего цилиндра увеличивается обгм газа,

оставшегося

во вредном

пространстве.

При

расширении

этот газ

занимает

все больший объем в цилиндре, что приводит к

снижению

объема

газа, за ­

сасываемого

в цилиндр,

г.е.

к снижению

подачи

компрессора,

возможно

гокое повышение давления

Р?,лри котором газ,

поступивший в цилиндр за­

полнит вредное пространство, а при расширении полностью заполнит рабо­

чий

пилиндр

и компрессор

будет работать вхолостую.

Объемный

коэффици­

ент подачи

поршневого компрессора, учитывающий влияние вредного прост­

ранства

на

подачу компрессора, в этом случае

будет

равен нулю.

 

 

При увеличении давления в цилиндре повышается температура газа,

 

мо.кут вызвать воспламенение смазочного м?лсла. Это

является другой

ппичиной, определяющей необходимость применения многоступенчатого ожя-

тчя для

достижений высоких давлений в поршневом компрессоре.

 

 

 

 

учетом отмеченного выше, допустимая степень^уатия ступени

 

пнрижевого

компрессора обычно принимается равной

&с;г

3 * 5 .

 

 

Число

 

ступеней

М

 

 

необходимых для

сжатия

газа

от давления

Pj

ло

определяется

из

уравнения

£ ст =

 

 

 

 

при условии,

что

мепен.ь

сжатия ступени не должна превышать допустимую

 

 

 

Степень сжатия каждой ступени в первом приближении считается

 

одинаковой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lia v.cTe в T - S .

диаграмме

представлен

рабочий

процесс в мною-

«тупенчатом

поршневом компрессоре.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЛС Ik, Вопросы

1.Совокупность каких процессов определяет рабочий цикл поршне­ вой машины (компрессора, насоса)?

2.Что характеризует индикаторная диаграмма поршневого насоса или компрессора?

3.В чем отличие индикаторной диаграммы поршневого компрессора ог диаграммы его теоретического цикла?

 

k.

Что можно определить по площади индикаторной диаграммы поршне­

вой

машины (насоса,

компрессора)?

 

 

 

 

 

 

 

3.

Что такое среднее индикаторное и индикаторная мощность поршне­

вого

компрессора (насоса)?

 

 

 

 

 

 

 

6.

Что называется кратностью действия поршневой машины? какой

 

поршневой насос (по кратности действия) имеет наиболее равномерную

 

подачу?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

График подачи

поршневого

насоса с

кратностью

действия t

I?

 

8.

График

подачи

поршневого

насоса.с

к•

2?,

его

конструктивная

 

Ц.

схема?

 

 

 

 

 

L

 

 

 

 

 

9.

График

подачи

поршневого

насоса с

3?,

его

конструктивная

схема?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

График

подаЧи поршневого насоса e t

 

k?,

его конструктивная

схема?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н .

Почему

действительная подача поршневого

насоса

отличается

от

теоретической? Что учитывает, объемный коэффициент подачи поршневого насоса?

12.Что такое вредное пространство или "мертвый ебъвм"? Как влияет вредное пространство на подачу* поршневого компрессора, каким коэффици­ ентом это влияние учитывается?

13.Какие еще факторы (кроме вредного пространства) снижают подачу поршневого компрессора гк> сравнению с теоретической?

14.Теоретическая подача поршневой машины (насоса, компрессора)?

13. Что называется объемным коэффициентом подачи поршневого компрес­ сора, как его определить?

16.Что называется коэффициентом наполнения (весовым коэффициентом подачи поршневого компрессора), как его определить?

17.По каким причинам в одной ступени компрессоры нельзя снижать газ до больших давлений и приходится применять многоступенчатое сжатие?

18.Что характеризует степень сжатия поршневого компрессора? Какова допустимая степень сжатия ступени компрессора?

19.Как распределяется повышение давления по ступеням многоступен­ чатого поршневого компрессора?

7. РОТОРНЫЕ МАШИНЫ

Конструктивные схемы и основные показатели роторных насосов,газодувок и компрессоров представлены на СЛС 13.

Роторные КВИ, как и поршневые, относятся к группе объемных машин. Они создаст давление в несколько МПа, на порядок меньшее, чем поршне­

вые,

но обладают более равномерно# подачей, компактной

конструкцией.

 

Роторные машины являются обратимыми машинами, т ,с ,

они могут ра­

ботать как насосы, газодувки, компрессоры и как гидродвигатеди.

Общие

свойства объемных насосов, определяемые принципом их действия:

1)цикличность рабочего процесса и связанная -с ней порционность и неравномерность подачи,соответствующей объему одной рабочей камеры;

2)герметичность насоса-постоянное отделение напорного трубопровода о? всасывающего (лопастные насосы являются проточными);

3)самевсасчвание ^ способность объемного насоса создавать вакуум во всасывающем трубопроводе, достаточный для подъема жидкости;

4) жесткость характеристики - малая зависимость давления от подачи;

3)независимость давления, создаваемого насосом, от скорости движения рабочего органа насоса и скорости жидкости.

Винтовые rJili имеют одновинтовую, двухвинтовую и трехвинтовую кон­

струкцию. нроимущесгвом этих машин является: наиболее плавная ^иэ ücex типов роторных машин) подача, отсутствие пульсаций давления в

закрытых

объемах,

и, следовательно, бесшумность

работы.

 

Основной недостаток - невозможность создания конструкций с регу­

лируемой

подачей,

более низкий механический Л я ,

чем у

поршневых

машин, давление, создаваемое центовыми насосами

пропорционально шагу

винтов

t

при

10-1S каморах они создают давление до 2 . J МПа.

Пластинчатые носисы и компрессоры выполняются однократного и-дву­

кратно го

действия.

Последние обеспечивают более равномерную подачу,

имеют четное

число

пластик и статор специальной

цормы.

Sa один обо­

рот две любые

соседние пластины совершают два рабочих цик .а, перене­

ся жидкость из окна всасывания к окну подачи.

 

Подача пластинчатой машины однократного действия неравномерна,

число

пластин нечетноо.

Прижим пластин обеспечивается за счет подво­

да высокого давления ?2 в пазы,

где перемещаются пластины.

 

Регулирование подачи тг.ких машин осуществляется за счет изме­

нения

эксцентриситета.

Они создают давление до 7 Ш1а.

 

Lестере:;ные..насосы

создают

давление обычно до 1C Mila, реже до

i>r2fr'î4üa, неравномерность их подачи уменьшается при увеличении чис­ ла зубьев и за счет применения косозубых и шевронных шестерен.

Машины с внутренним зацеплением имеют лучшие весовые показате­ ли, г. е. меньший вес при большей мощности.

РОТОРНЫЕ МАШИНЫ 3 D

Ъ и н т о Ь о й

lV^yyZ,n<C,(iFt-F<)l

VrO.OVH),**1/*

Р= 0,3-г Ю МПа

 

Шсстеренч

 

I V - b f f iw I

 

~ л е с -

/ / V i n v p n u *

*jV ”o°s-fo53

f

ec m е^енч

Пластинчатый1

' '

 

 

о£ъ*М МЕЖДУ

 

 

v4 - ПЛАСТИН

 

 

4 - - i t

 

 

4-z. 4 Ш

>

 

 

J ~ H

 

 

ИОНИЧА

t

x - -

^/ МАГ б и н та

Пл а с т и н ч ,

де й с т в и я 1V - te b (K lfü tf- Æü]

 

(00) Шестеренный

 

l V - и К у м ^ ! I v . i . t i a n î l

p

при э & о л ь б е н т .з а ц в п л

£

1V= 0,233lfthn |

| V - ^ e C ^ i n | / | т - ^ Д < д« Р ,(и </«)|

$ * aÔ l4 Ü A fcH 0

Г— n

А к с и а л ь н о

ПОТРЕбЛЯСМАЯ МОЩНОСТЬ

“ ПОРШНЕВОЙ

—fr/”

- поршневой

 

 

 

№ • неохл' М _

*“

Л<л

п о д а ч а

 

 

 

 

m

е

 

 

 

 

 

N «

1000 7 * И *

|Н ^ й 1 г г е п |

I ^ K

^ ^

t i Y

f s S

РАБОТА АДИАБАТН» СЖАТИЯ

к р утя щ и й

МОМЕНТ HO.6ÜAS ГД^4*14^ 4

 

 

К-1

£ * Я / 1 4 ^ u ^ r t t] |

l i î ï c i ^ l l L l

l i f e

l P

f i i ]

Наклона

 

 

 

---------------- ----- èиска.

Радиально-поршневьте насоси создают давление от 20 до 100 МПА, обеспечивают по­ дачу до бОоОл/мин, регулирование ко­ торой осуществля­ ется за счет из­ менения эксиент- рисигета^рис.7-1).

6 В корпуте I ра­ диально-поршнево­ го насоса эксцен­ трично располо­

жен цилиндрический ротор 2, а пазах которого (при вращении ротора) пе­ ремещаются поршни 3, всасывание жидкости ь цилиндры происходит через окно всасывания 7, отделенное от окна подачи 3 перемычкой б. Число рабочих цилиндров (5 - 13) может быть четным и нечетным.

Аксиально^поршневые насосы создают давление от 21 до 3D МПА при подаче соответственно 1 и 8 м 3/мин. конструкция такого насоса несколько аналогична конструкции радиально-поршневого насооа. По поршни здесь перемещаются вдоль оси вращения ротора, /.од перемещения поршней огра­ ничивается наклонным диском, за счет изменения угла наклона которого осуществляется регулирование подачи насоса.

СЛС 15. Вопросы

Основные типы роторных &ЗН?

2. Принцип действия и основные характеристики винтовых насосов и компрессоров?

3, Принцип действия и основные характеристики пластинчатых КВН однократного и двукратного действия?

Принцип действия, особенности конструкции и основные <ара ристики шестеренных насосов?

Принцип действия, особенности конструкции и основные характе­ ристики роторно-шестсренных нагнетателей?

6.Принцип действия, особенности конструкции и основные характе­ ристики радиально-поршневых насосов?

7.Принцип действия, особенности конструкции и основные характе­

ристики аксиально-поршневых насосов?

6. Лакие из роторных КЗН обладают наиболее плавной подачей? Почему?1'

9. Пак следует понимать обратимость роторных машин?

iC. Роторные гидродвигатели,принцип действия и основные характе­ ристики?

g. ЗАДАЧИ И ЗАДАНИЯ

к структурно-логическим схемам (СЛС) по курсу "Насосы, вентиляторы, компрессоры"

СЛС I.

1. По конструктивным схемам, приведенным в литературе, каталогах и справочниках разобраться с принципом действия различных типов КВН « машин, перемещающих жидкости и газы, установить назначение основных деталей этих машин: рабочих колес (РК), направляющих и спрямляющих аппаратов (НА и СА), спиральных камер, диффузоров и т .д .

2.По моделям РК и машин, их чертежам установить, как перемещает­ ся поток рабочей жидкости через колесо и машину того или иного типа (от всасывающего патрубка до напорного), в какой последовательности жидкость перемещается через все проточные каналы машины.

3.Разобраться (по чертежам) с основными конструктивными элемен­

тами машин и их

назначением в конструкциях КВН тех или иных типов.

4. Выяснить

(по технологическим схемам блоков ТЭС какие насосы,

вентиляторы, дымососы и другие гидравлические машины работают в блоках ТЭС, их назначение <в процессах получения электрической и тепловой энергии.

Л .1 ,2 ,3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЛС 2 и 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

Определить

напор,развиваемый

насосом и

мощность,

переданную

потоку в насосе, если известны показания

вакууметра и манометра (мано­

метров), присоединенных

ко всасывающему и напорному

патрубкам

насоса

и его подача.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

------- г

I

2

3

4

5

6

7

8

 

10

вариант

*

 

обозн .,

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размерности|

0,10

0,15

0,20

0,25 0,30

0,35 0,40 0,45 0,50

0,55

Рв а к кг'с /с “

!

Рм, кгс/см

!

20,0

40,0

60,0

80,0

100

150

160

170

180

300

Cl . и3/ч ас * 100

200

300'

400

500

200

300

4С0

500.

700

2, Определить полное повышение давления, создаваемое вентилятором и мощность, переданную потоку, если известны разряжение во всасывающем и избыточное давление в напорном патрубках вентилятора и его подача.

вариант !

I

2

3

4

5

6

7

8

9

10

обозн.,

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размерность *

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рввк*м

 

° - 10

0,20

0,30

0,40

0,5 0

0,15

0,25

0,35

0,45

0,55

Рм. кгс/см

1

0,01

0,02

0,04

0,06

0.08- 0,07 С,05 0,03

С ,15

0,10

Сь ,мэ/ч а с !30000

40000

50000

60000

70000

60000 9000 15000 20С00 25000

3. Определить работу и мощность изотермического и адиабатического теоретических циклов одноступенчатого поршневого компрессора, если известно давление при входе в компрессор, степень сжатия его, показатель адиабаты и подача компрессора.

вариант

I

2

3

4

5

6

7

8

9

10

II

обозн .,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

размерность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рт.кгс/см 2

1,01

1,02 1,03 1.04 1,05 1,06

1,01

1,02

1,03

1,04

1.05

 

2 .7

2,8

2,9

3,0

3.2

3,3

3.5

3.7

3.9

3,8

4,0

Л1> кг/с

2,0

2.5

3,0

3 .5

4 ,0

4,5

5,0

5.5

6 .0

7.0

8,0

м

1,33

1,4

1,33

1,4

1,33

J * ü i2 2 _ 2 А _

1.33

1.4

Л. 1,2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СЛС

4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 -1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 .

Определить направление вращения

центробежного

ко­

леса и его тип (по углу установки лопатки на выходе

с колеса

и постро­

ить треугольники (параллелограммы) скоростей при вхсдэ и на выходе с

колеса (см.соответственно рис.1 - 1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ).

 

 

 

 

 

 

I -

7 ,8 ,9 ,1 0 . Определить направление

вращения решетки профилей,

направление перемещения

потока через

нее

и построить

парадлелогр0*'”8-»

и треугольники скоростей

при

входе и

на выходе

с решетки

Сем.

рис.1- / ,

8 ,9 ,1 0 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

слс

г-8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I I -

1 ,2 ,3 ,4 ,5 .

Как

определить

полное

повышение

давления,

создавае­

мое вентилятором, работающим на сеть,

которая изображена

на рисунке

 

(см .рис.П -1,2 ,3 ,4 ,5 ) .

Какой по форме

(квадратичной

или неквадратичной)

будет характеристика этой сети? Показать на графике характеристику

 

этой сети, определив напор вентиляторной

установки

Н уст и коэффициент

характеристики сети

К.

 

 

 

 

 

 

 

нагосом.

работаю

П -6,7,8,9,ТО . Как

определить напор,

развиваемый

щим на сеть, которая изображена на рисунке? (см .рис.П -6,7 ,8 ,9 ,1 0 ).

1

Какой по форме (квадратичной иди неквадратнчной) будет характеристика этой сети? Изобразить на графике характеристику сети этой насосной

установки, определив напор установки

и коэффициент характеристики

сети К.

 

СЛС 9.

 

Ш-1,2. Целесообразно ли параллельное включение двух одинаковых насосов на сеть, характеристика которой изображена на рис. Ш-1,2? Доказать это графически с указанием режимов работы каждой машины на сеть в отдельности и при совместной работе?

Ш-3,4. Целесообразно ли последовательное включение двух одинако­ вых насосов на сеть, характеристика которой изображена на рис.И-Э,4? Доказать это графически с указанием режимов работы каждого насоса на сеть в отдельности и при совмеотной работе.

Ш-5,6,7,8. Целесообразно лж параллельное включение двух вентиля­

торов на сеть, которая изображена на рис.5 ,6 ,7 ,8 ? Доказать это графи­ чески с указанием режима работы каждой машины на сеть в отдельности

ипри совместной работе.

Ш-9,10. Целесообразно ли последовательное включение двух веитмляторов на сеть, которая изображена на рис.Ш-9,10? Доказать это гра­ фически о указанием режима работы каждой машины на сеть в отдельнос­ ти и при совместном включении.

1 7 -1 ,2 ,3 ,4 .

Определить суммарную подачу

и суммарный напор, разви­

ваемый

насосами,

вмененными параллельно

н установить

режим работы

каждого

насоса при

совместной работе

е другими.

 

1 7 -5 ,6 ,7 ,8 .

Определить суммарную

подачу

и суммарное

повышение

давления, создаваемое с«вентиляторами, включенными последовательно и установить режим работы каждого вентилятора при совместной работе о другими.

17-9, Юа , 1 0 , II . Определить оуммарнув подачу и суммарный напор, развиваемый четырьмя, шестью иля восьмью насосами, включенными парал­ лельно-последовательно н установить действительный режим работы каждо­ го насоса при совместной работе с другими.

7 - 1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,9 ,1 0 ,1 1 ,1 2 . Подобрать насос на каждый из участ­ ков сложной сети и определить действительный режим роботы каждого из параллельно включенных насосов, еоди известны характеристики отдель­ ных участков сери и расходы жидкости, перемещаемые насосами через эти участки.

71. Определить расход жидкости, перемещаемый насосом через каждый

из разветвленных участков, если известны характеристики этих участков, характеристика общего участка сети АВ и характеристика насоса Н

 

 

 

ЗАДАНИЕ I

 

 

 

СЛС

8

,9 ,1 1

,1 2 .

 

 

 

 

1. Рассчитать (согласно схеме I и исходным данным, приведенным в

таблЛ

.')

сеть

питательного

насоса

и подобрать касос,

обеспечивающий

подачу в

эту сеть заданного

расхода

Q

Определить

высоту всасыва­

ния насоса, обеспечивающую его безкавитационную работу. Установить ре­

гулировочную

частоту

вращения

П р

этого насоса,необходимую для того,

чтобы насое,

работая

на ту же

сеть

с

неквадратичной характеристикой,

подавал бы в эту сеть регулировочный

расход fQlp

Построить характе­

ристику

насоса при П р .

 

 

 

 

 

1а, Рассчитать ^согласно схеме 2 и исходным данным, приведенным в

табл;2

) сеть конденсатного

насоса

и подобрать

насос,

обеспечивающий

подачу в

эту

сеть заданного расхода.

Определить

высоту

всасывания на­

соса Нвс из условий его безкавитационной работы. Установить регулиро­

вочную частоту

вращения насоса

Пр » необходимую для того, чтобы этот

насос,

работая

на сеть о неквадратичной характеристикой подавал бы в

эту сеть регулировочный расход

Qp • Построить характеристику насоса

Я 1 W

при

регулировочной

частоте вращения П р

ЗАДАНИЕ 2

СЛС 9.

2. Рассчитать сложную сеть (согласно схеме 3 и исходным данным, приведенным в табл*.3 ) с параллельно включенными участками. Подоб­ рать на эту сеть насосы, обеспечивающие подачу заданных расходов через отдельные участки сети и суммарного заданного расхода в общую сеть. Определить действительные режимы работы каждого из параллельно вклю­ ченных насосов.

 

ЗАДАНИЕ 3

 

 

 

 

С*С 10.

 

 

 

 

Определить основные размеры вентилятора или дымососа с помощью

 

безразмерных характеристик, если известны

условия работы

машин: П

,

А р • плотность рабочей жидкости

и параметры

всасывания Pj

 

f приведенные в нижеследующей таблице.

 

 

 

 

^чертить в масштабе аэродинамическую схему машины.

 

 

 

Рассчитать и построить действительную (размерную) характеристику

 

вентилятора или дымососа, в соответствии с безразмерной характеристи­

 

кой

машины этого типа.

 

 

 

 

 

 

 

рабочая п/гт ТИПМЙИШШ *ЧДКОСТЬ

I.

Дигло о

 

дал.газы

г*

В^ГТТТЛ'-ТОВ

воздух

ЙГЛОООС

дал.газы

4.

Вснтялгто^

зозда:

’j.

Дымосос

дал.газы

Вокттъл/тов

воздух

7.

Г;.посоо

дал.газы

2.

? ^ПТ’ТЛ.ТТО1"’

воада:

:о!

далосос

дал.газы

BCHïTT-TTOr'

возда/

Li!

Дымосос

дал .тазы

Вонт^л 'ТОР

возда:

~гл

Ддаосос

дал.газы

 

ЗСКТМЛ'ТОп

возда:

j.о • ЛглоЬос

дал.гагш

iÜ.

Зон?!:/- то*

воздах

да!

LîHOCÜC

.дал.газы

Вида*: тот*

зозда/

 

Г;г:оссс

нн.гсгл:

«с! Вс

то"

зонда-:

1Г/ЧЫ

зососс

475000

25000С

85000

250СС0

II5000

200000

700GC

550С0С

5X00

ВГОСС

ICC0Ü0

■CC0C?

7ОССО

г*дада^

.^ \J /ОСLO rCCCG«

ГУ'•*г

"UUUu

псссс

AÏ>

1'г/г.Г

4?0

G20

ЗСО

1430

410

500

330

134С

330

IGG0

.245 ОСО 3.Ü0 13/0 170 5СО I/-7G даю дао 500

п

иттн-хI °С '730 ‘/00 7о0 со 580 /00 1430 70 730 дао 73С 30 730 *00 1450 /С 4S0 IG0 1Ю0 70 730 200 с/о /о S70 дао 1-Г0 70 730 дао 1-Г0 1-хС0 /о

14°0 /С 080 хо 73С SC

и R

740

1-

r'OJ

75 С (Г* ' ‘Лл 3 l'-JJ

/оо

>'73

734

V.f;

*L"

7.да

. О^ -;'П

. ОО

/

'730

70S

Л,

■*- F■'*•

-Й*•>»-1

Ю

^,/С