Главная » 2014 » Июнь » 18 » Балансы энергии и подачи поршневого насоса.
14:46
Балансы энергии и подачи поршневого насоса.
Балансы энергии и подачи поршневого насоса
Основная часть мощности насоса NH, подведенной к его валу от двигателя, сообщается жидкости поршнями в цилиндрах. Ее называют индикаторной мощностью NnH. Разность NH и jvH является мощностью механических потерь ДNu. Она переходит в тепло и рассеивается при трении в приводном механизме и уплотнениях насоса.
Согласно выражению (3.11) величина ANM связана с механическим КПД насоса выражением представляет сумму потерь гидравлического происхождения, также рассеиваемых в виде тепла. К ним относится мощность, уносимая с утечками через закрытые клапаны и уплотнения поршней, а также мощность, расходуемая на преодоление сопротивлений открытых клапанов, пропускающих всю подачу [см. выражение (3.28)].
При этом действительно рассмотрение полного КПД как произведения трех частных КПД, приведенное в выражении (3.12). Полнота использования рабочего объема насоса характеризуется согласно выражению (3.3) коэффициентом подачи. На рис. 3.10 можно видеть, что в наиболее общем случае для подачи жидкости используется только участок с — d цикла О — я вытеснения. Части цикла, соответствующие запаздыванию клапана (aKi) и процессу сжатия (ак2) для подачи не используются. Кроме этого часть qy жидкости поданной за время с — d утекает на протяжении полного цикла через неплотности закрытых клапанов и уплотнений подвижных элементов насоса. Если циклу О — л соответствует полный ход поршня h, то части хода, соответствующие непроизводительным участкам, будут соответственно агК1 и тогда выражение баланса подачи согласно уравнениям (3.15) и (3.26) будет иметь вид
Поршневые насосы являются высокопроизводительными машинами с высоким коэффициентом подачи. При правильной конструкции клапанов потери подачи из-за запаздывания малы. При работе на умеренных давлениях (ра sg; 10 МПа) доля утечек составляет 1 — 2 %, а доля процесса сжатия не более 0,5 %. При этом е = 0,97 - 0,98. При высоких давлениях (30—40 МПа) соответственно утечки составят 4—6 %, сжатие 3—6 % (в зависимости от FB) и коэффициент подачи понизится до е = 0,89 - 0,93. Поршневые насосы являются также и высокоэффективными машинами, имеющими высокий КПД. Обращаясь к выражениям (3.32) и (3.33), укажем, что доля механических потерь ANM = (0,04 - 0,06) NH и соответствующее значение г/м = 0,96 ч- 0,94. Доля гидравлических потерь ANr при удачной конструкции клапанов и малом вредном объеме незначительно превосходит величину потерь подачи, составляя при высоких давлениях 10—13 %. Соответственно КПД, незначительно меньше величины е : т,га = 0,87 - 0,9. Таким образом, при умеренных давлениях полный КПД насосов может достигать значений 0,9—0,92 и при высоких давлениях 0,8—0,85, причем снижение КПД с ростом давления в значительной степени определяется не свойствами самого насоса, а упругостью жидкости. Особенно заметно снижение КПД, если в перекачиваемой жидкости присутствует нерастворенный газ, что сильно снижает модуль объемной упругости и увеличивает потери подачи на сжатие. Клапанные поршневые насосы просты но конструкции. Они могут работать при высоких давлениях и перекачивать различные, в том числе агрессивные и загрязненные жидкости. Их недостатками являются: ограниченность частоты вращения п из-за трудности создания быстродействующих всасывающих клапанов особенно при работе на вязких жидкостях; значительная масса и габаритные размеры, как следствие ограниченности п при заданной подаче; трудности регулирования подачи и невозможность ее реверса, что ограничивает применение поршневых насосов в гидропередачах.
