книги / Насосы, компрессоры и холодильные установки. Перемещение жидкостей, насосные машины

Рис. 2.6.7. Воздушный колпак на линии всасывания

2.7. Характеристика поршневого насоса

Основная характеристика насоса – зависимость между его подачей Q и напором H (давлением p):

В соответствии с выражениями (2.4.1), (2.4.2) теоретическая подача простого поршневого насоса с одним поршнем или насоса двойного действия не зависит от давления. Таким образом, зависимость p f (Q) изображается прямой вертикальной

линией, которая параллельна оси ординат (рис. 2.7.1).

Рис. 2.7.1. Характеристика поршневого насоса

103

При этом подача поршневого насоса зависит от заданных геометрических параметров насоса (площади поперечного сечения поршня; хода поршня; внутреннего диаметра цилиндра) и частоты вращения вала.

На рис. 2.7.1 представлены пары теоретической Qт и действительной подачи Q для различных частот вращения вала n.

При этом n1 n2 n3.

Вертикальная линия – теоретическая подача Qт; дугообразная линия – действительная подача Q, которая меньше теоретической подачи из-за наличия утечек. При повышении напора H увеличиваются утечки жидкости, действительная линия больше отклоняется от теоретической.

2.8.Совместная работа поршневого насоса

итрубопровода

Задача определения напора H (давления p), создаваемого поршневым насосом, и его полезной мощности Nп при работе с сетью трубопроводов решается графически при совместном построении характеристики насоса и трубопроводной сети Нст

(рис. 2.8.1).

Рис. 2.8.1. Характеристика совместной работы поршневого насоса и трубопровода

104

При работе поршневого насоса с частотой вращения коленчатого вала n1 совместно с заданной трубопроводной сетью с характеристикой Нст он будет создавать напор H1 (см. рис. 2.8.1). При этом насос будет потреблять полезную мощность Nп1 и мощность на валу Nв1.

Полезную мощность и мощность на валу поршневого насоса можно определить по следующим выражениям:

тельного и теоретического напоров, характеризующий потери

действительной и теоретической производительности, характеризующий наличие утечек; мех – механический КПД, характе-

ризующий потери на трение.

2.9. Способы регулирования производительности поршневого насоса

Для регулирования производительности поршневого насоса применяются следующие способы:

1.Изменение хода поршня s. Достигается перестановкой пальца кривошипа в различные прорези щеки кривошипа.

2.Воздействие на клапаны. Управляемые всасывающие и нагнетательные клапаны с задержкой посадки на седло во вре-

105

мя соответствующего хода всасывания или нагнетания. При использовании данного способа общий КПД насоса снижается.

3.Перепуск жидкости из нагнетательной линии по байпасной линии обратно в расходную емкость или на всасывание.

4.Сброс жидкости через предохранительный клапан.

5.Изменение скорости движения поршня с применением редукторов или вариаторов.

Дросселирование (изменение сопротивления сети) для поршневых насосов недопустимо, так как при этом значительно увеличивается потребляемая мощность, но влияние на подачу минимально. Возможно разрушение трубопроводов по причине резкого роста давления.

2.10. Возможные неисправности поршневых насосов, причины и способы устранения

Неисправность поршневого насоса можно определить по форме индикаторной диаграммы, которая сопровождает его работу.

Действительная индикаторная диаграмма исправного поршневого насоса приведена на рис. 2.10.1.

Рис. 2.10.1. Действительная индикаторная диаграмма исправного поршневого насоса

В табл. 2.10.1 приведены действительные индикаторные диаграммы, которые характерны для различных неисправностей поршневого насоса.

106

Таблица 2.10.1

Действительная индикаторная

диаграмма неисправного Описание неисправности поршневого насоса

Чрезмерная (избыточная)

высота всасывания.

Жидкость не успевает за поршнем, между поршнем и жидкостью об-

(отрезок 2–3) происходит резкое смыкание полости разрыва потока жидкости

Поступление вместе с жидкостью на всасе воздуха (подсос воздуха) и его вытеснение из цилиндра при

нагнетании жидкости.

Отрезок повышения давления 1–2 является не прямой линией, а кривой, которая растянута во времени (сжимаемость воздуха). Если отрезок понижения давления 4–1 близок к вертикальной линии, то при нагнетании воздух вытесняется

Поступление вместе с жидкостью на всасе воздуха

(подсос воздуха) без его вытеснения из цилиндра при нагнетании

жидкости.

Отрезок повышения давления 1–2 является не прямой линией, а кривой, которая растянута во времени (сжимаемость воздуха). Отрезок понижения давления 4–1 также является кривой линией

107

В табл. 2.10.2 приведено описание других неисправностей поршневого насоса.

108

109

2.11. Основные конструкции поршневых насосов

1. Приводом для поршневого насоса может являться па-

ровая машина или электродвигатель.

1.1. Паровые поршневые насосы. Поршень насоса приво-

дится штоком парового поршня. Поскольку вероятность пре-

110