книги из ГПНТБ / Петрина, Н. П. Объемные гидромашины (насосы и двигатели)

Ленинградское высшее военно-морское инженерное училище

Н. П. ПЕТРИМ

ОБЪЕМНЫЕ ГИДРОМАИШШ (НАСОСЫ И ДВИГАТЕЛИ)

Ленинград

1973

П Р Е Д И С Л О В И Е

Для движения корабля (судна), действия оружия, нор­ мальной деятельности личного состава требуется, чтобы по внутрикорабельным трубопроводам двигались различного ро­ да жидкости - вода, воздух, топливо и т. д.

Перемещение (перекачивание) и соответствующая обра­ ботка (подогрев, охлаждение и т. п . ) огромного количества различных жидкостей совершается внутри корабля так назы­ ваемыми вспомогательными механизмами, которые среди кора­ бельного механического оборудования являются наиболее многочисленными и наиболее разнообразными. На современном корабле - вспомогательные механизмы - различные насосы, вентиляторы исчисляются десятками, а нередко и сотнями. Некоторые из современных компрессоров, насосов и вентиля­ торов для своего действия требуют затраты большой энергии. Мощность таких отдельных вспомогательных механизмов может быть равна мощности главных двигателей речного теплохода или морского буксира.

В понятие "вспомогательные механизмы" принято вклю­ чать не только собственно механизмы, но и различные аппараты. Понятие "корабельные вспомогательные механизмы" имеет более чем столетнюю давность и целесообразность его употребления следует из необходимости отделения глав­ ных механизмов, непосредственно работающих на гребные валы, от остальных механизмов, которые по отношению к главным являются вспомогательными и действие которых ча­

сто связано с действием различных аппаратов (охладителей,

3

Введение такого узкого понятия системы позволяет сделать следующую классификацию корабельных (судовых)

6 . Рулевые и якорно-швартовные машины (механизмы). Каждый вид этих технических средств может классифици­

роваться по разным признакам - назначению, конструктивно­ му исполнению, рабочим параметрам и т . п . Вспомогательный

который уменьшает число оборотов исполнительного механиз­ ма по сравнению с числом оборотов двигателя. В качестве

паровые турбины, двигатели внутреннего сгорания, паровые поршневые машины. Эти двигатели обычно изучаются в соот­ ветствующих курсах. Изучение же исполнительных частей вспомогательных механизмов относится к курсу вспомога­ тельных механизмов.

Предметом изучения корабельных вспомогательных меха­ низмов является:

1)изучение процессов, происходящих в соответствую­ щих механизмах и аппаратах, в объеме, необходимом для правильного понимания их принципов конструирования и правил эксплуатации;

2)изучение конструкций и основ эксплуатации соот­ ветствующих механизмов, аппаратов и трубопроводов (си ­ стем);

3)выявление зависимостей между параметрами, харак­ теризующими работу механизма или аппарата при заданных

Ч) рассмотрение условий надежности и экономичности действия механизмов при обслуживании ими соответствующих систем.

Непосредственной теоретической основой для изучения этих вопросов являются - гидравлика (гидромеханика), тзхническая термодинамика, деталк машин, теория механиз­ мов и машин.

В предлагаемом читателю труде автор стремился осве­ тить эксплуатационные свойства вспомогательных механиз­ мов в связи с предъявляемыми к ним требованиями. Для это­ го потребовалось особо обратить внимание на физические явления, которыми сопровождается действие механизмов и систем. Такой подход к изучению вспомогательных механиз­ мов облегчает понимание устройства и правил их эксплуата­ ции.

В книге дается теоретический аппарат в таком объеме, который может использоваться для решения ряда технических

установок по всасывающим характеристикам (явления кави­ тации); влияние зазоров на экономичность и надежность действия механизмов; влияние вязкости жидкости, поврежде­ ний и т . п . на эксплуатационные характеристики механизмов и систем; анализ причин,вызывающих неисправности меха­ низмов и т. д.

При этом, по мере возможности аналитические выводы (уравнения) автор стремился дать в форме, доступной для получения соответствующих параметров с помощью измеритель­ ных приборов в условиях эксплуатации. В связи с тем, что шкалы современных измерительных приборов градуируются в технической системе единиц (МКГСС), использование между-

6

народной системы единиц (СИ) автор считает пока нецеле­ сообразным/

В книге использованы термины, которые даются: в ГОСТах "Единой системы конструкторской документации", Комитетом технической терминологии Академии наук СССР,

в нормативных документах судостроительной промышленности и в книге "Толковый словарь терминов, применяемых в судо­ вом машиностроении".

Автор благодарит профессора Н.А.Бражниченко и доцентов В.Д.Спивакова и В.И.Веселовского за рекомендации по улуч­ шению содержания книги, кандидата техн. наук, ст. научно­ го сотрудника В.П.Яценко за устранение недостатков в рукописи при ее редактировании и сотрудника издательства Лен.ВВМИУ капитана I ранга-инженера в отставке С.М.Борушко за помощь автору в работе над графическим материалом.

Автор

Кроме того, в настоящее время ведаются стандарты, где параметры насосов, холодильных машин и т . д . даются в системе МКГСС•

7

ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

§ I . I . Классификация гидравлических машин и систем

Корабельной (судовой) системой (в широком смысле) принято считать комплекс трубопроводов, механизмов, аппа­ ратов и приборов, предназначенных для выполнения опреде­

I V . Системы гидроприводов (рулевых машин, успокои­ телей качки, винтов регулирования шага, лебедок, вьюшек, кран-балок и т . д . ) .

V. Системы специального назначения (передача топлива на ходу с корабля на корабль, система замещения топлива, защита корабля против радиоактивного заражения и т. д . ) .

Системы, в которых движется капельная жидкость (вода, масло, жидкое топливо), называются гидравлическими. Для своего движения жидкость получает энергию от гидромашины,

8

одной или нескольких. Поэтому гидромашина обслуживает систему и в то же время является ее основной составной частью. Такая двойственная роль гидромашины дает возмож­ ность изучать ее свойства изолированно от остальных ча­ стей системы, о чем уже сказано в предисловии.

Подробная классификация систем дается в судострои­ тельной нормали 0Н9-853-68.

Изучение гидравлических машин удобно начать с их клас­ сификации и определения понятий, которые обычно применя­ ются в технической литературе и проектной документации.

Гидравлическими машинами называются такие машины, в которых капельная жидкость получает (увеличивает) свою механическую энергию (насос), отдает ее (двигатель) или преобразует механическую энергию (гидропередача). Если вместо капельной жидкости применяется воздух, то такие машины называются воздушными или вневматическими (вместо воздуха может быть какой-либо другой г а з ) . Гидравлические и воздушные машины по выполняемым функциям можно разде­ лить на четыре основных класса: I ) насосы; 2) приводы;

3) двигатели; 4 ) движители (рис. I . l ) .

Дальнейшая классификация этого весьма обширного типа машин может вестись по разным признакам. Общность ка­ кихлбо обусловленных признаков является достаточным основанием для дальнейшего объединения соответствующих машин в один вид, группу, род и т.д.

Насос - машина, преобразующая механическую энергию двигателя в механическую энергию жидкости, иногда назы­ ваемую гидравлической энергией.

Машины этого класса предназначаются для подъема, пе­ ремещения (перекачивания) или создания давления жидкости, и, в зависимости от ее рода, делятся на гидравлические насосы, которые сокращенно называют "насосы", и на воз­ душные (газовые) насосы, которые в зависимости от соз ­ даваемого давления, принято называть вакуумными насосами, вентиляторами, компрессорами и газодувными машинами.

9