Насосы ТС. Характеристики и области применения центробежных и объемных насосов в ТС. Резервирование и дублирование ПНЛ ТС

В топливных системах авиационных силовых установок применяются лопастные и объемные насосы.. 0бычно ПНЛ и ПН бывают центробежные, ПНД — центробежные и пластинчато-коловратные. Преимуществами центробежных насосов являются равномерная производительность, минимальное количество подвижных частей, отсутствие клапанов, простота обслуживания, небольшие вес и габариты, дешевизна. К недостаткам относятся небольшая высота всасывания, умеренная величина к. п. д. (обычно не выше 0,6), возможность срыва работы из-за по­явления кавитации при малых давлениях на входе.

Топливо, подаваемое в центробежный насос, проходит сетча­тый фильтр 1 (рис. 50), который предохраняет насос от попадания, в него механических частиц, предотвращает образование воронки (вихревого течения топлива) на входе в насос при небольшом ко­личестве топлива в баке и подсос воздуха через эту воронку. Пройдя фильтр, топливо захватывается осевым колесом 2, которое создает некоторый напор и предварительную закрутку потока перед входом его на центробежное колесо. Антикавитационные свойства насоса при этом улучшают­ся, так как осевое колесо обеспечивает перепад дав­ления, компенсирующий падение давления на входе в центробежное колесо.

Рис. 50. Внебаковый подкачивающий насос (нерабочее состояние—обратный клапан 6 открыт)

Рабочее центробежное колесо 3 может быть за­крытого (двухдискового), полуоткрытого (однодискового) или открытого типа (без дисков). Выбор того или иного Типа определяется действующими на­грузками. Для уменьше­ния гидравлического со­противления неработающего насоса предусмотрен обратный клапан 6. При работе насоса клапан перекрывает отверстия 4 во входной части насоса. При отказе в работе насоса давление падает, клапан опускается и часть жидкости проходит через отверстия, минуя рабочее колесо. После рабочего колеса топливо направляется в отводящее устройство 5, которое преобразует кинетическую энергию потока в энергию давления и раскручивает жидкость для уменьшения сопротивления. Отводящие устройства сделаны обычно в виде спирального или кольцевого лопаточного диффузора. Из отводящего устройства жидкость поступает в магистраль.

Привод во вращение вала центробежного насоса встреча­ется электрический.или механический. Последний может быть осу­ществлен от вала. авиационного двигателя при помощи гидро -либо пневмотурбины. Электрический привод — наиболее легкий для не­больших ПНЛ. Для питания электродвигателей таких

Рис. 51. Внутрибаковый подкачивающий насос:

/ —корпус; 2—сетчатый фильтр; 3 —электродвигатель

Рис. 52. Внутрибаковый кессонный подка­чивающий насос:

/—корпус; 2— кольцевой канал; Я—выходной патрубок; 4— электродвигатель; 5 — кожух; 6— рабочее центробежное колесо; 7—осевое колесо

насосов обычно применяется система постоянного тока напряжением 27 в.

Для более мощных ПНЛ целесообразно для уменьшения веса перейти на систему переменного трехфазного тока с напряжением 200 в и частотой 400 гц. Преимуществом двигателей, работающих временном токе, является отсутствие коллектора и щеток, что обеспечивает их ресурс и снижает уровень радиопомех. ПНЛ с электрическим приводом могут быть размещены вне или внутри бака и магистрали.

Внебаковые ПНЛ крепят на нижней или боковой стенках бака. Последний способ размещения насоса позволяет лучше использовать внутрибаковое пространство, но приводит к значительному невырабаемому остатку.

Внебаковые насосы монтируют на топливном баке так, что корпус насоса

с укрепленным на нем электродвигателем помещается с наружной стороны. Благодаря хорошему доступу к насосу и электродвига­телю внебаковые насосы удобны в эксплуатации. Электродвигатели снабжены вентиляторами. Имея достаточное охлаждение, внебаковыe ПНЛ могут работать на повышенных режимах без перегрева.

Внутрибаковые насосы устанавливают на нижней стенке.бака Рис. 51). При внутрибаковом размещении насоса лучше используется внебаковое пространство и снижается невырабатываемый остаток топлива. Нахождение двигателя в топливе, а в некоторых птах и циркуляция топлива вокруг корпуса электродвигателя, спо­собствует его охлаждению. Но при выработке топлива из бака охлаждение электродвигателя ухудшается. Поэтому длительная работа внутрибакового насоса без топлива недопустима. Применение кессонных баков привело к созданию кессонных внутрибаковых насосов. У них вся насосная часть вместе с отводящим устройством II подводом электропитания находится внутри бака (рис. 52).

Размещение подкачивающих насосов на магистрали, вдали от бака, не получило распространения. Их высотность мала, так как участок магистрали от бака до насоса представляет собой гидравли­ческое сопротивление. Кроме того, выделяющийся на входе в насос воздух не отводится в бак, а направляется через насос к двигателю.

При необходимости ПНЛ могут иметь разную скорость вращения. Различные режимы работы насоса (например, дежурный, номи­нальный и форсированный) вместе с использованием обратных кла­панов обеспечивают программу выработки топлива при параллель­но объединенных группах баков магистрали подачи топлива к двигателям

Изменение скорости вращения у электродвигателей по­стоянного тока с параллельным возбуждением достигается изменением сопротивления обмоток возбуждения.

Привод вала центробежного насоса от вала двигателя применя­ется для ПНД. Необходимая скорость вращения достигается при помощи редуктора. Для регулирования давления с изменением рас­хода топлива эти насосы снабжены регуляторами давления.

Привод вала ПНЛ при помощи пневмотурбины (пневмотурбопривод) может быть осуществлен отбором воздуха от компрессора двигателя или путем использования скоростного напора набегаю­щего потока воздуха. Пневмотурбопривод ПНЛ целесообразно при­менять на летательных аппаратах с большими расходами топлива. Вес и габариты пневмотурбопривода гораздо меньше, чем у электропривода. Недостатком пневмотурбопривода ПНЛ с отбором воз­духа от компрессора двигателя является то, что насос не может подавать топливо на режимах запуска и малого газа. Для обеспе­чения работы пневмотурбопривода ПНЛ на этих режимах можно применять подачу воздуха от баллонов, пополняемых затем в про­цессе вступления двигателя в работу. Топливо на этих режимах можно также подавать при помощи насоса с электроприводом, па­раллельного пневмотурбоприводному насосу.

Воздух, отбираемый к пневмотурбине ПНЛ от ком­прессора двигателя, имеет большую температуру. Поэто­му необходимы тщательное уплотнение вала ПНЛ и теп­ловая изоляция насосной части от турбинной. При не­достаточной герметичности и изоляции увеличивается тем­пература топлива. Отбор воз­духа сказывается также на работе двигателя: растет рас­ход топлива.

Пневмотурбопривод ПНЛ с использованием скоростного напора набегающего потока

воздуха применяется в аварийных случаях, при отказе насосов с другими типами приводов. Такие резервные насосы устанавли­вают в нижней части крыла. Для включения насоса в работу по­дается сжатый воздух, который выдвигает турбинную часть в воз­душный поток. Из-за увеличения лобового сопротивления крыла нельзя использовать такой привод для обеспечения постоянной работы ПНЛ.

Привод вала ПНЛ при помощи гидротурбины (гидротурбопривод) лишен многих вышеуказанных недостатков. При использова­нии топлива в качестве рабочего тела для привода турбины можно обойтись простейшими уплотнениями вала и не требуется тщатель­ная тепловая изоляция насосной части от турбинной. Для подачи топлива к турбине ПНЛ используют ПНД и ОНД. Для получения необходимого давления в гидротурбоприводе ПНЛ (15—25 кГ/см²) ч ПНД нужно располагать вторую ступень соответствующего дав­ления или в ОНД организовать перепуск части топлива.

Преимуществами гидротурбопривода являются малый вес и габариты, пожарная безопасность, простота конструкции и надеж­ность в эксплуатации. Недостаток заключается в невозможности подачи топлива на режимах запуска и малого газа.

Работу ПНЛ с турбоприводом регулируют изменением расхода и давления воздуха или топлива, подводимых к турбине.

Рис. 54. Характеристики Подкачиваю­щего насоса ЭЦН-Т при различных ре­жимах (штриховые линии — потребляе­мая сила тока):

/—дежурный; 2 номинальный;

3—форсиро­ванный

Для центробежных ПНЛ с турбоприводом расход воздуха или жидкости Wт необходимый для привода турбины, можно определить по формуле

W _T = Δ P_П W _дв / ΔP_T η _П η _Т

Если принять значения к. п. д. турбины и насоса =0.7 и отношение перепада давления, создаваемого насосом, к перепаду давления, срабатываемому на турбине, около 0,05, то получим, что расход воздуха или жидкости в данном случае должен быть примерно в 10 раз меньше расхода топлива двигателем Wдв..

Дата добавления: 2014-01-04