Лекция №1. Классификация гидравлических проточных машин

Насосы

Классификация гидравлических проточных машин

Гидравлическими машинами н азываются машины, который сооб­щают протекающей через них жидкости механическую энергию (насос) либо получают от жидкости часть энергии и передают ее рабочему органу для полезного использования (гидравлический двигатель).

Насосы являются одной из самых распространенных разновидностей машин. Их применяют для различных целей, начи­ная ох водоснабжения населения и предприятие и кончая подачей топлива в двигателях ракет. Гидродвигатели имеют большое значение в энергетике.

Проточные гидравлические машины характерны тем, что в них обмен энергией между машиной и жидкостью происходит в процессе ее движения. По характеру передачи энергии все проточные гидравлические машины делятся на нагнетатели, двигатели и передачи.

В нагнетателях механическая энергия двигателя переходит в механическую энергию жидкости. Типичным примером нагнетателей являются насосы и компрессоры, В первых передача энергии про­исходит к капельной жидкости, во вторых - к газу.

В двигателях, наоборот, гидравлическая энергия жидкости передается исполни­тельному механизму в виде механической энергии (вращательное движение ва­ла или возвратно-поступательное движение поршня). Примером двигателей в проточных гидравлических машинах являются турбины, гидродвигатели, гид­ромоторы и другие.

В передачах сочетаются оба принципа трансформации энергии, В них происхо­дит качественное изменение механической энергии (крутящего момента, обо­ротов). Примером передач являются гидромуфты, гидроприводы.

По принципу действия все гидравлические проточные машины делятся на ди­намические и объемные.

Динамические машины (типичный пример - центробежный насос) имеют следующие особенности:

1. Не имеют герметичной рабочей камеры. Воздействие на жидкость осуществляется лопатками вращающегося рабочего колеса.

2. Динамические машины не имеют замыкателей. Поток идет непрерывно от всасывающей до нагнетательной линии.

3. Подача равномерная.

Типичный пример объемной машины - поршневой насос. Объемные машины имеют следующие особенности:

1. Наличие рабочей камеры, в которой вытеснитель воздействует на
жидкость (в нагнетателях) или наоборот, жидкость передвигает поршень (в двигателях).

2. Камера периодически находится в герметичном состоянии, она отсекает­ся от всасывающей и нагнетательной линии с помощью замыкателей (клапан, пластина, зуб шестерни и др.).

3. Подача объемных гидравлических машин неравномерная.

Технические показатели насосов

1. Подача насоса - Q

Подача насоса - объем жидкости, подаваемой в нагнетательную линию в единицу времени. Подача в системе СИ измеряется в м³/с, однако более приняты единицы м³/ч(для центробежных насосов) и л/с (для поршневых насосов).

2. Напор насоса Н

Напор насоса - это приращение удельной энергии жидкости от входа до выхода насоса, измеряется в метрах. Удельная энергия жидкости определяется выражением

(1)

где - удельная потенциальная энергия давления (пьезометрический напор);

Z - удельная потенциальная энергия положения (геометрический напор);

- удельная кинетическая энергия (скоростной напор);

- плотность жидкости при температуре перекачки

(2)

Выражение (2) - точная формула для расчета напора. Поскольку разности геометрического и скоростного напоров невелики, обычно применяют приближенную формулу

(3)

где Р_Н = Р_НМ + Р_АТМ - абсолютное давление в нагнетательном патрубке насоса,

Р_НМ - манометрическое давление в нагнетательном патрубке;

Р_В = Р_ВМ + Р_АТМ - соответственно для всасывающего патрубка.

Если во всасывающем патрубке насоса вакуумметрическое давление Р_ВВ,

то Р_В= Ратм ₋ Р_ВВ.

Напор насоса Н часто называют полезным, т.к. он полностью затрачивается на перекачку, т.е.. на движение жидкости вне насоса.

3.Мощность насоса N.

Это мощность, подводимая к насосу и измеряемая на его входном валу. Для магистральных центробежных насосов

(4)

где N_ДВ - мощность, подводимая к двигателю (электрическая мощность);

- КПД двигателя.

Основная единица мощности в системе СИ - Вт., производная кВт.

4. Коэффициент полезного действия насоса

Коэффициент полезного действия (КПД) - отношение полезной мощности насоса к его мощности, (подводимой). КПД - величина безразмерная.

(5)

где

Дата добавления: 2014-01-07