Тема 8. Обслуживание поршневых насосов

К.п.д. и мощность поршневого насоса.

Полезную мощность N (кВт) поршневого насоса определяют по формуле:

N=QρgH/1000,

где (Q — подача насоса, м³/с; ρ — плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

g - ускорение силы тяжести, м²/с;

Н — напор, создаваемый насосом, м; 1000 — переводной коэффициент).

Полезную мощность насоса в условиях эксплуатации можно определить по выражению
N_п = p_мQ_с

Где: p_м = р_ман + p_вак — манометрический напор, развиваемый насосом кПа;

р_ман и p_вак — показания манометра и мановакуумметра, кПа;

Q_c — подача насоса, м²/с.

Для определения мощности насоса необходимо знать величины гидравлических, объемных и механических потерь в насосе.
Гидравлические потериh вызваны вихреобразованием в жидкости и трением ее о стенки проточных полостей насоса. У поршневых насосов скорости жидкости в проточной части и гидравлические потери малы, поэтому гидравлический КПД достаточно высок и составляет

0,6—0,98.

Объемные потери q складываются из щелевых q_щ и чисто объемных q_ч.о., т. е.
q = q_щ + q_ч.о.

Щелевые потери q_щ, представляют собой протечки жидкости через зазоры в уплотнениях

клапанов, поршней и сальников. Чисто объемные потери q_ч.о. характеризуют степень заполнения цилиндра перекачиваемой жидкостью вследствие выделения из жидкости растворенных в ней газов, отрыва жидкости от поршня при чрезмерно большом числе двойных ходов поршня и т.п.
Чисто объемные потери q_ч.о. по сравнению со щелевыми вызывают несущественные потери энергии, чем практически пренебрегают, тогда q ≈ q_щ.
Действительная подача насоса с учетом объемных потерь составит Q = Qт - q,

Где: Q_т — идеальная (теоретическая) подача.
По ГОСТу величина объемного КПД поршневого насоса должна находиться в пределах

0,82— 0,99.

Раздельное определение щелевых и чисто объемных потерь опытом или расчетом

крайне затруднительно. Поэтому у поршневых насосов вместо объемного КПД определяют коэффициент подачи η_п = Q/Q_т.
Механические потери энергии N_м от механического трения в сальниках, поршнях, подшипниках и кривошипно-шатунном механизме зависят от конструкции насоса, его технического состояния и работы системы смазки. У прямодействующих насосов трущихся деталей меньше, чем у кривошипных, и механический КПД у таких насосов более высок и обычно составляет 0,85 — 0,95, тогда как у кривошипных насосов он составляет 0,65 — 0,90.

Рис. 19 Графики подачи поршневых насосов.

В условиях эксплуатации на судах поршневые насосы имеют ряд преимуществ по сравнению с насосами других типов.

К достоинствам поршневых насосов относятся:

· способность самовсасывания («сухого» всасывания);

· возможность достижения высоких давлений;

· способность перекачивания разнообразных жидкостей при различных температурах, в том числе многокомпонентных сред большой вязкости;

· к. п. д.; простота конструкции и надежная работа прямодействующих насосов, которые при наличии на судне парового котла не требуют специальных двигателей.

К недостаткам поршневых насосов относятся:

· неравномерность подачи и колебание давления; большие габариты и масса;

· большой расход пара (20--60 кг/ч на 736 Вт) у прямодействующих насосов;

· необходимость применения воздушных колпаков и контроля работы;

· резкое снижение подачи при работе на жидкостях, отличающихся высоким давлением насыщенных паров.

Объёмная производительность (подача) поршневого насоса определится по формуле:

Q = F*s*n*k*η_н ,

где: Р - площадь поршня М² S - ход поршня, м;

n - частота вращения коленчатого вала, об/мин;

к - коэффициент подачи насоса.

Поршневой насос (конструкция рис. 11). Насос предназначен для перекачки воды и нефтепродуктов. У насосов, перекачивающих нефтепродукты, поршни 2 чугунные с текстолитовыми уплотнительными кольцами, а у перекачивающих воду, поршни латунные с эбонитовыми кольцами.

Вопросы для повторения и самопроверки:

1. Конструкция поршневого насоса.

2. Работа поршневого насоса.

3. Подача поршневого насоса. Воздушные колпаки.

4. Производительность поршневого насоса.

5. Преимущества и недостатки поршневого насоса

6. Эксплуатация поршневого насоса.

7. Роторные насосы. Типы насосов. Принцип работы.

8. Шестеренные насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

9. Винтовые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

10. Пластинчатые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

11. Водокольцевые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

12. Радиально-поршневые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

13. Аксиально-поршневые насосы. Схема насоса, работа насоса, основные параметры.

14. Эксплуатация роторных насосов (пуск и работа насоса, неполадки в работе насоса).

Тема 9. Конструкция и эксплуатация струйных насосов.

Рис. 20.Струйный насос.

Струйным называется динамический насос трения, в котором жидкая среда перемещается внешним потоком жидкой среды. Для перемещения перекачиваемой жидкой среды необходимо передать ей энергию внешнего потока. Передача энергии от одного потока другому производится силами, действующими на поверхности рабочей струи.

Принцип действия струйного насоса заключается в следующему Рабочая струя выходит из сопла с высокой скоростью. В результате взаимодействия сил турбулентного трения, вызывающего появление вихрей рабочей струи и перемещаемой среды, во входном сечении камеры смешения устанавливается давление Р₁, которое ниже давления перемещаемой среды Р_вх. Сложение вихревого и поступательного движения создает по теореме Кутта - Жуковского подъемную силу, поперечную по отношению к поступательному движению. В результате разности давлений перемещаемая среда поступает в камеру смешение через приемную камеру. В приемную камеру рабочая струя и перемещаемая среда входят в виде двух раздельных потоков. В общем случае они могут различаться по скорости, температуре, плотности и агрегатному состоянию. При смешении турбулентных потоков эти параметры приобретают осредненные значения по живому сечению.

Различают следующие виды струйных насосов. По состоянию взаимодействующих сред - равнофазные, разнофазные и с изменяющейся фазностью одной из сред; по свойствам взаимодействующих сред - со сжимаемыми средами, с несжимаемыми и сжимаемо-несжимаемы ми (разнофазные); по назначению - эжекторы, откачивающие среду из какого-либо резервуара, и инжекторы, подающие среду в резервуар.

Основное достоинство струйных насосов заключается в простоте конструкции. Они не имеют движущихся частей и несмотря на низкий к. п. д., получили широкое применение. Струйные насосы удобно использовать в труднодоступных местах, они надежно работают на загрязненных и агрессивных жидкостях, обладают свойствами самовсасывания. В связи с простотой и компактностью струйные насосы часто применяют в качестве подпорных на входе в лопастные насосы для предотвращения кавитации. На речных судах струйные насосы используют в качестве вакуум-насосов для удаления воздуха из крупных центробежных насосов перед их пуском. Однако наиболее широко струйные насосы (эжекторы) применяются в осушительной и водоотливной системах для удаления воды из трюмов.