книги / Паровые насосы

На практике удобно пользоваться отношением

где U = 30/л — продолжительность одного хода поршня, вклю­ чая паузу.

Значение т обычно лежит в пределах от 0,2 до 0,4. Исследования показывают, что наибольшая продолжитель­

ность паузы поршня должна быть меньше половины времени t0> затрачиваемого на один ход поршня, т. е. /пmax < t0/2 или т < 0,5.

Для определения предельного зазора А. П. Герман дал фор­ мулу

ônp = 53. ш— (2е + а0+ Д),

где Д — величина открытия окна, необходимая для страгивания поршня с мертвой точки.

Из условия полного открытия окна на впуск выше мы полу­ чили равенство

5з. ш= 2я0 + 2е + ô.

Значение зазора, определяемое из этой формулы,

Ô= 53. ш— (2а0+ 2е),

получается меньше предельного, так как Д < а0. Парораспределение у одиночных насосов трудно поддается

аналитическому расчету. Что касается расчета паровой подуш­ ки, то его можно выполнять методом, изложенным в п. 11. При конструировании главных и вспомогательных золотников у оди­ ночных насосов следует обратить внимание на совпадение в нужный момент отверстий, подающих пар для переброски зо­ лотников на обратный ход. Это лучше всего сделать на моделях проектируемых золотников.

23. Д И А ГР А М М А П А РО РАС П РЕД ЕЛ ЕН И Я СДВОЕННЫ Х НАСОСОВ

Диаграмма парораспределения позволяет находить переме­ щение золотника данного цилиндра в зависимости от перемеще­ ния поршня того же цилиндра. Ниже излагается методика по­ строения такой диаграммы, предложенная инж. Пеханом.

Пусть В'А'о (рис. 46) будет среднее положение рычага вто­ рого рода, передающего движение от поршня одного цилиндра к золотнику другого цилиндра. При повороте рычага на угол а от среднего его положения точка Ло, связанная серьгой с порш­ невым штоком, переместится в точку А\ а точка Со, связанная серьгой с золотниковым штоком, — в точку С' Пренебрегая кос­ венным влиянием серег, получим, что перемещение поршня равно горизонтальному отрезку О'Е' = аА\ а соответствующее перемещение золотникового штока отрезку СС'. При крайнем

положении рычага перемещение поршня будет измеряться от­ резком АоЕ[ = а\Аи а соответствующее перемещение золотнико­ вого штока — отрезком CiCî.

Если по-прежнему через Х0 обозначить отношение плеч у ры­ чага, то из подобия треугольников можно написать

аА'/СС' = В'А'/С'В' — Л0.

От точки Е \ являющейся проекцией точки А' на горизонталь, отложим по вертикали отрезок E'F' = СС', соединим точки F' и О' прямой и продолжим эту прямую до пересечения с верти­

будем откладывать пути, проходимые поршнем. Выше оси абс­ цисс на расстоянии, равном паровпускному перекрышу е, про­ ведем ей параллельно прямую CCi и ниже оси абсцисс такую

к оси абсцисс до пересечения в точке D с прямой ААи прове­ денной параллельно оси абсцисс на расстоянии е + а0 от нее (здесь а0— длина паровпускного окна). Тогда ординаты пря­ мой OD будут измерять перемещения золотника.

Если через точку О' провести прямую O'D' параллельно OD, то ординаты прямой O'D' будут определять перемещение золот­ никового штока. Точка D соответствует крайнему положению золотника цилиндра I, а следовательно, и крайнему положению

цилиндра I (путь 5 4 ) золотник его начинает двигаться обратно, и расстояние этого золотника от его среднего положения будет

в крайнем правом его положении и ордината HF будет опреде­ лять расстояние золотника цилиндра I от его среднего положе­ ния в этот момент. Величина перекрытия правого паровпускного окна у цилиндра I в момент его остановки равна

у = FH + е = FJ.

Вычерченная диаграмма соответствует случаю, когда у < £, так как FJ < PJ. Поршень цилиндра I будет стоять в крайнем пра­ вом своем положении до тех пор, пока его правое паровпускное окно не будет открыто на величину v. На ординате, проходящей через точку Н, отложим отрезок JR — v и через точку R прове­ дем прямую RW под углом RWBi = р к прямой ВВ\, проходя­ щей ниже оси абсцисс, параллельно ей на расстоянии а0 + е. Тогда ординаты прямой RW определят перемещения золотника цилиндра I влево от среднего его положения после начала об­ ратного движения (влево) поршня цилиндра I. Перемещение FR золотника цилиндра I происходит при неподвижном поршне этого цилиндра.

Если прямую WR продолжить до пересечения с осью абсцисс

участке поршень цилиндра I двигается при неподвижном его золотнике, который в это время будет стоять в крайнем левом своем положении.

Проведем через точку Т прямую T(J, параллельную EF. Тогда ординаты замкнутого контура MDBFRWTUM будут оп­ ределять перемещения золотника цилиндра 1> а участок GH оси абсцисс — ход поршня того же цилиндра. Таким образом, упо­ мянутый выше контур и является диаграммой парораспределе­ ния для сдвоенного насоса.

В момент остановки поршня цилиндра II поршень цилиндра I находится в точке К, пройдя от начала своего движения путь GK = S 2. Гайка золотника цилиндра II при этом прошла от правого ее крайнего положения влево путь S 2/%0 и переместила золотник цилиндра II на S 2До — Ô. Перекрытие правого паро­ впускного окна у цилиндра II в этот момент будет равно

l/ = | - ( 5 2A o -ô ).

Мы вычертили выше диаграмму парораспределения для слу­

У8

Рис. 48. Диаграмма парораспределения сдвоенного насоса при

У = 1

диаграммы меняться не будет, так как перекрытие не может быть более у = I.

У находящегося в работе насоса взаимосвязь в движении поршня и золотника одного и того же парового цилиндра может

писи обычно производятся при испытании насосов с исследова­ тельскими целями.42

24. О П Р ЕД ЕЛ ЕН И Е РАСХОД А П АРА НА ПРЯМ ОД ЕЙСТВУЮ Щ ИЕ НАСОСЫ

Для построенных насосов прямого действия расход пара может быть определен с большой точностью при их испытании. Определение расхода пара для вновь проектируемых насосов может быть решено лишь в виде более пли менее вероятной цифры, не претендующей на большую точность.

Обычно каждый специализированный завод (проектная ор­ ганизация) определяет расход пара по-своему, исходя из лич­ ного опыта.

В прямодействующих насосах, работающих без расширения пара, свежий пар поступает в цилиндр на протяжёнии всего хода поршня. Объем пара, заполняющего цилиндр в момент остановки поршня в мертвой точке, составляет

рового цилиндра.

Вредное пространство включает в себя объем, образованный в паровом цилиндре при крайнем положении поршня вследствие зазора, и объем паровых каналов до золотникового зеркала. Это пространство является действительно вредным, так как должно заполняться при каждом ходе поршня свежим паром. Наличие поверхностей у вредного пространства вызывает увеличение рас­ хода пара на цилиндр вследствие теплообмена между паром и

(е с “Ь а п) Vu. Ц

массой

(ес + ап) V n. цр2,

где ес — степень сжатия отработавшего пара; р2 — плотность отработавшего пара при давлении выпуска р2.

Величину р2 определяем приближенно по диаграмме s — i, проводя на ней адиабату расширения от начального состояния пара до давления р2. Таким образом, теоретическое количество пара (кг), впускаемое в цилиндр насоса за один ход поршня, будет равно

[(1 + <*п) р! - (ес + оп) р2] Кп.ц.

Здесь Vw ц — в м3, pi и р2 — в кг/м3.

При п двойных ходов поршня в минуту теоретический часо­

Для определения полезного объема парового цилиндра мож­ но пользоваться формулой

где S — ход поршня, м; Dn— диаметр парового цилиндра, м; dm — диаметр поршневого штока, м.

Относительный объем вредного пространства для спроекти­ рованного насоса определяется по чертежам. Ориентировочные значения а п для сдвоенных насосов можно найти, пользуясь рис. 50. Для насосов с одним паровым и одним жидкостным ци­ линдром получаемая из графика величина умножается на 0,9. Степень сжатия ес = ( г — h)JS (см. рис. 17) находится из рас­ чета паровой подушки.

Рис. 50. Относительный объем вредного пространства парового цилиндра в функции от хода поршня

Если насос работает на насыщенном паре, то полный расход пара на насос (кг/ч) с учетом потерь составит

G,, G0fe„,

где кн — коэффициент, учитывающий дополнительный расход пара на компенсацию потери от теплообмена и утечки.

Коэффициент К находится по графику на рис. 51, а. Для его определения необходимо знать среднюю скорость поршня иср — = Sft/30 (м/с) и параметр ро, который определяется по выра­ жению

p0 = 5600Dn/?i,

где Dп — в м и р\ — в МПа.

Для насосов типа «Вир», работающих с расширением пара, расход насыщенного пара (кг/ч) определяется по формуле

Он = 120n k H[(ев -|- ct„) Pi (бс -f- ct„) Р2] V ц,

где £в — степень впуска пара.

расход перегретого пара на прямодействующие насосы оп­ ределяется следующей зависимостью:

0„ = G„ku,

где кп— поправочный коэффициент, определяемый по графику (рис51,6) в зависимости от степени перегрева пара At.

Определив расход пара на насос (кг/ч), можно вычислить удельный расход пара.

Удельный расход насыщенного пара (кг/кВт*ч)

ёуд. н===: G J N n

и перегретого

ё у п . • п = G n/ N nJ

где Nп — полезная мощность насоса, кВт.

а) h

Иногда при определении расхода пара на прямодействующие насосы пользуются следующим способом.

Находитсятеоретическая работа 1 кг пара (ккал/кг) по формуле

г(P I - P2)104UI

где р\ — абсолютное давление свежего пара в цилиндре, кгс/см2; Р2 — абсолютное давление отработавшего пара в цилиндре,

кгс/см2; v— удельный объем свежего пара при давлении р\ и температуре tu м3/кг.

Приняв на основании выполненных образцов прямодействую­

штока.

Для прямодействующих насосов, работающих без расшире­ ния пара, среднее индикаторное давление р,-п приближенно можно считать равным

Рт = Р\ — Рг-

Расход пара на насос (ч) составит

G = Ningi.

Этим способом целесообразно пользоваться при наличии у про­ ектировщика достаточных опытных данных, позволяющих нахо­ дить наиболее вероятные значения г)/п для проектируемого на­ соса.

В работе [12] для определения расхода пара (кг/ч) на сдвоен­ ные прямодействующие насосы приводится следующая фор­ мула:

G = 4 5 4 - ^ - № 82,

UI и

где Vi — удельный объем свежего пара при давлении pi и тем­ пературе t\\ Пп — безразмерный критерий, определяемый по формуле

ботавшего пара.

Прямодействующие насосы обычно работают с переменной нагрузкой, вследствие чего расходуемое ими количество пара может изменяться в довольно широких пределах.