2017-12-14
510
Рекомендуемая форма протокола к лабораторной работе № 7 представлена на рисунке 23.
По данным расчетов строятся графики следующих зависимостей:
H н = f (Q); η = f(Q); Nпотр = f(Q).
Указанные зависимости строятся на одном графике (см. рисунок 21) на листе формата А4 в произвольном масштабе.
ПРОТОКОЛ
лабораторной работы № 7
ИСПЫТАНИЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
Постоянная расходомера: С1 = 490 
;
постоянная насоса: С2 = 2,8×10-6 
; к.п.д. электродвигателя η э = 0,76.
| № опыта | рм | Н1 | Н2 | ΔН | Qн | С2·Q2 | Нн | Nн | I | Nпотр | η | |
| МПа | см | см | см | 
| см | м | Вт | А | Вт | ||
Студент _______________ Группа __________
Преподаватель______________
Рисунок 23 – Рекомендуемая форма протокола лабораторной работы № 7
Лабораторная работа № 8
ИСПЫТАНИЕ ШЕСТЕРЕННОГО НАСОСА
С ПЕРЕЛИВНЫМ КЛАПАНОМ
Основные сведения
Шестеренный насос относится к типу объемных насосов.
Принцип действия всех объемных насосов заключается в вытеснении жидкости из рабочих камер вытеснителями (например, поршнями, пластинами и т.д.).
Объемные насосы делятся на два класса: поршневые и роторные, различие между которыми заключается в характере процесса вытеснения.
В поршневых насосах вытеснение производится из неподвижных рабочих камер в результате возвратно-поступательного движения вытеснителей.
В роторных насосах вытеснение жидкости производится из перемещаемых рабочих камер в результате вращательного или вращательно-поступательного движения вытеснителей.
Рисунок 24 – Полуконструктивная схема насосной установки
Шестеренный насос является одной из разновидностей роторных насосов. Как и любой другой роторный насос, шестеренный насос состоит из следующих основных частей (рис. 24): статора 1 (корпуса насоса), ротора 2 (ведущей шестерни) и вытеснителя 3 (ведомой шестерни). Рабочими камерами насоса являются впадины между зубьями шестерен, которые заполняются жидкостью при выходе зубьев шестерен из зацепления. Эта жидкость при вращении зубчатых колес переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где вытесняется из впадин шестерен соответствующими зубьями.
Теоретическая (идеальная или геометрическая) подача любого объемного насоса определяется по формуле
, (21)
где: 
н – частота вращения вала насоса;
– рабочий объем насоса или объем жидкости, подаваемый насосом в гидросистему за один оборот его вала без учета объемных потерь.
Величину 
для шестеренного насоса с достаточной степенью точности можно определить по формуле
где: 
– диаметр делительной окружности шестерни;
– высота зуба шестерни;
– ширина шестерни.
Теоретическая рабочая характеристика 
любого объемного (в том числе и шестеренного) насоса, построенная в соответствии с формулой (21), приведена на рис. 25а (пунктирная линия). Такой вид характеристики насоса указывает на то, что при отсутствии объемных потерь давление создаваемое насосом 
не оказывает влияния на величину его подачи 
.
В реальном же случае действительная подача насоса 
всегда меньше теоретической на величину расхода утечек 
жидкости через радиальные и торцевые зазоры в насосе
.
Так как в зазорах режим течения жидкости обычно ламинарный, то расход утечек пропорционален перепаду давления на насосе. Поэтому действительная рабочая характеристика объемного насоса имеет вид прямой, которая наклонена под некоторым углом к вертикали (сплошная линия на рис. 25 а).
Как следует из приведенных характеристик у шестеренного насоса (как и у любого объемного насоса), создаваемое им давление при росте сопротивления в напорном трубопроводе может расти практически неограниченно, что неизбежно приведет к разрушению либо трубопровода, либо насоса. Поэтому в реальных гидросистемах для ограничения давления в напорном трубопроводе в непосредственной близости от любого объемного насоса устанавливается предохранительный или переливной клапан 4 (рис. 24). Устройство, состоящее из насоса и переливного клапана, называется насосной установкой.
Рисунок 25 – Рабочая характеристика объемного насоса (а) и насосной установки (б)
На рис. 25 б в качестве примера приведена реальная рабочая характеристика насосной установки, включающей шестеренный насос и переливной клапан. Эта характеристика имеет вид ломанной кривой, состоящей из двух приблизительно прямолинейных участков. Участок АВ характеризует работу насосной установки при закрытом переливном клапане и поэтому является частью действительной характеристики насоса (сплошная линия на рис. 25 а), а участок ВС – это результат совместной работы насоса и переливного клапана. Точка В определяет давление 
настройки переливного клапана, при достижении которого в напорном трубопроводе клапан начинает открываться и часть подачи насоса 
через клапан возвращается во всасывающий трубопровод или в гидробак. На участке ВС характеристики
,
где - расход жидкости через клапан.
Точка С характеризует давление 
, при котором вся подача насоса возвращается через клапан на вход насоса (в бак).
Обычно у объемных насосов диаметры всасывающего и напорного трубопроводов одинаковы, а работают они чаще всего, создавая высокие давления в напорном трубопроводе (10 - 20МПа и более), поэтому разность скоростных напоров и величину разряжения на входе в насос 
в формуле (16) можно не учитывать. Тогда напор насоса 
, а полезная мощность 
.
В объемных насосах гидравлические потери весьма малы и с достаточной степенью точности можно считать 
.
Поэтому полный к.п.д. 
.
При получении характеристик насосной установки как единого агрегата, состоящего из объемного насоса и переливного клапана, необходимо помнить, что к.п.д. этого агрегата резко уменьшается с момента начала перепуска жидкости переливным клапаном на слив и обращается в нуль, если вся подача насоса возвращается в бак через переливной клапан. При совместной работе насоса и переливного клапана объемный к.п.д. насосной установки определяется формулой:
,
