ТЕМА: ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

Цель занятия: Учебная 1. Ознакомиться с областью применения гидравлических машин. 2. Ознакомиться с основными параметрами характеризующих работу насосов. Воспитательная 1. Стимулировать учащихся на сознательное и прочное овладение знаниями при изучении темы урока. 2. Воспитывать навыки организованности, дисциплины

План занятия: 1. Общие сведения о гидросистемах. 1. Общие сведения о гидросистемах. 2. Структурная схема насосного гидропривода. 2. Структурная схема насосного гидропривода. 3. Назначение и классификация насосов 3. Назначение и классификация насосов 4. Основные параметры насосов. 4. Основные параметры насосов. 5. Основные параметры гидродвигателя. 5. Основные параметры гидродвигателя.

Общие сведения о гидросистемах. Системой называют совокупность взаимосвязанных объектов, объединённых единой целью и общим алгоритмом функционирования. Системой называют совокупность взаимосвязанных объектов, объединённых единой целью и общим алгоритмом функционирования. Делят: на системы управления (различными машинами, станками, устройствами) и системы обеспечивающие рабочий процесс этих объектов (системы смазки, охлаждения, противоаварийной защиты, топливные, системы пожаро/газобезопасности) Делят: на системы управления (различными машинами, станками, устройствами) и системы обеспечивающие рабочий процесс этих объектов (системы смазки, охлаждения, противоаварийной защиты, топливные, системы пожаро/газобезопасности)

Структурная схема насосного гидропривода

Гидравлические машины делятся на насосы и гидравлические двигатели (гидродвигатели). Насосы преобразуют механическую работу в энергию потока жидкости. Гидродвигатели преобразуют энергию потока жидкости в механическую работу.

Насосы и гидродвигатели являются составной частью технологического оборудования и гидропривода. Их применяют в энергетике, для водоснабжения и канализации промышленных и сельскохозяйственных предприятий, городов и населенных пунктов.

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ НАСОСОВ Насосами называют машины, предназначенные для создания потока жидкости. По конструкции и принципу работы насосы подразделяют на динамические и объемные. У насосов этих видов различные рабочие камеры и их сообщение со входом и выходом насоса.

Динамическим называют насос, в котором жидкость перемещается под силовым воздействием на нее в камере, постоянно сообщающейся со входом и выходом насоса. Объемным называют насос, в котором рабочая жидкость перемещается вследствие периодического изменения объема занимаемой ею камеры, попеременно сообщающейся со входом и выходом насоса.

НАСОСЫ ДИНАМИ- ЧЕСКИЕ ОБЪЕМ- НЫЕ Лопаст- ные Электромаг- нитные Трения Крыль- чатые Возвратно- поступательные Ротор- ные Центро- бежные Осевые Поршне- вые Вихре- вые Вибраци- онные Струй- ные Винто- вые Аксиально- поршневые Радиально- поршневые Пластин- чатые Шестерен ные Диафраг- менные Плунжер- ные

В зависимости от характера сил, действующих на рабочую жидкость, динамические насосы подразделяют на лопастные, электромагнитные и насосы трения. В лопастных насосах жидкая среда перемещается путем обтекания лопастей. К таким насосам относятся центробежные и осевые насосы.

В электромагнитных насосах жидкость перемещается под воздействием электромагнитных сил. В насосах трения жидкость перемещается под воздействием сил трения. К ним относятся, например, вихревые, вибрационные и струйные насосы. В насосах трения жидкость перемещается под воздействием сил трения. К ним относятся, например, вихревые, вибрационные и струйные насосы.

К объемным относятся следующие виды насосов, отличающиеся характером движения рабочих органов: возвратно- поступательные, крыльчатые и роторные. В возвратно-поступательных насосах рабочие органы совершают прямолинейные возвратно- поступательные движения независимо от характера движения ведущего звена насоса. К ним относятся поршневые, плунжерные, диафрагменные насосы.

Крыльчатые насосы – это насосы с возвратно-поворотным движением рабочих органов независимо от характера движения ведущего звена насоса. Роторные насосы – это насосы с вращательным или вращательным и возвратно-поступательным движением рабочих органов независимо от характера движения ведущего звена насоса. Роторные насосы – это насосы с вращательным или вращательным и возвратно-поступательным движением рабочих органов независимо от характера движения ведущего звена насоса.

К насосам этого вида относятся радиально-поршневые, аксиально- поршневые, пластинчатые, шестеренные и винтовые. Классификация насосов приведена на рисунке 1.

Насосы, рабочий объём которых может изменяться путём внешних настроек, либо автоматически в зависимости от параметров потока, называют регулируемыми. Насосы, рабочий объём которых может изменяться путём внешних настроек, либо автоматически в зависимости от параметров потока, называют регулируемыми. Нерегулируемые насосы, в которых рабочий объём регулировать нельзя. Нерегулируемые насосы, в которых рабочий объём регулировать нельзя.

Общие свойства объёмных насосов. Цикличность рабочего процесса. Цикличность рабочего процесса. Герметичность насоса. Герметичность насоса. Самовсасывание. Самовсасывание. Жесткость характеристики (малая зависимость подачи насоса от развиваемого им давления). Жесткость характеристики (малая зависимость подачи насоса от развиваемого им давления). Независимость давления, создаваемого насосом, от частоты вращения приводного вала Независимость давления, создаваемого насосом, от частоты вращения приводного вала

В зависимости от условий работы насосы выполняют с учетом специальных требований: В зависимости от условий работы насосы выполняют с учетом специальных требований: герметичные - для исключения контакта подаваемой жидкости с окружающей средой; футерованные - для подачи агрессивных жидкостей; малошумные насосы, при работе которых шум не превышает заданных норм, обогреваемые и охлаждаемые насосы (в проточной части имеются обогреватели или охлаждающие устройства).

ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ НАСОСОВ 1 Объёмная подача 1 Объёмная подача 2 Высота всасывания 2 Высота всасывания 3 Напор насоса 3 Напор насоса 4 Мощность насоса 4 Мощность насоса 5 КПД 5 КПД 6 Частота вращения вала 6 Частота вращения вала 7 Угловая скорость 7 Угловая скорость Объемной подачей Q называют объем жидкости подаваемой в единицу времени. Объемную подачу измеряют в м 3 /с или л/с.

Объемной подачей Q называют объем жидкости подаваемой в единицу времени. Объемную подачу измеряют в м 3 /с или л/с. Q= v 0 /t Q= v 0 /n

Высота всасывания. Высота всасывания происходит под действием разности давлений в приёмной ёмкости и давлением на входе в насос или под действием разности напоров. Н вс = (p 0 -p 1 )/ g – Ʋ 1 /2g – h двс, где V 1 – скорость всасывания жидкости, м/с; h fbc – геометрические потери, м.

Напором насоса называют удельную энергию, сообщаемую им перемещаемой жидкости. Напор насоса равен сумме манометрического и скоростного напора Напор насоса равен сумме манометрического и скоростного напора

Манометрический напор Скоростной напор где

Мощность насоса- мощность, потребляемая насосом от приводного двигателя: N н N н = NП/η,NП/η,NП/η,NП/η, где N П =Q p N П =Q p или N П = g Q H, N П = g Q H, Вт. КПД насоса насоса – отношение полезной мощности к мощности насоса. η = N П/ N П/ NнNнNнNн

Потери энергии: Гидравлический г Гидравлический г Объемный о Объемный о Механический м Механический м Полный КПД насоса равен произведению трёх частных КПД. = г о м = г о м

Частота вращения вала насоса n, об/с, или с -1 ; Угловая скорость ω, рад/с Угловая скорость ω, рад/с ω = 2πn

Пример. Насосная установка за 4 ч работы поднимает из скважины 18 м воды. Полный напор, развиваемый насосом: Н = 3000 м. Определить полезную мощность насоса и его КПД, если мощность приводящего электродвигателя N дв = 55 к Вт.

Решение: Развиваемое насосом давление р = ρНg = 1000 · 9,8 · 3000 = р = ρНg = 1000 · 9,8 · 3000 = =29,4 МПа. Полезная мощность N п = рQ = 29,4 · 10 6 ·18/4 *3600 = 3,67·10 Вт = =36,7 к Вт. КПД установки η = =36,7/55 = 0,67.

Вопросы для закрепления темы: 1. Какие преобразования энергии осуществляются в гидравлических машинах? 2. Какие бывают объёмные насосы по виду рабочих органов? 3. Какие бывают динамические насосы в зависимости от характера сил, действующих на рабочую жидкость? 4. Какими основными техническими показателями характеризуются насосы?

Рисунок 2. Схема насосной установки: 1 - насос; 2 - манометр; З - обратный клапан; 4 - напорный трубопровод; 5 - вентиль; 6 - вакуумметр ; 7 - всасывающий трубопровод; 8- всасывающий клапан; 9- сетчатый фильтр Рисунок 2. Схема насосной установки: 1 - насос; 2 - манометр; З - обратный клапан; 4 - напорный трубопровод; 5 - вентиль; 6 - вакуумметр ; 7 - всасывающий трубопровод; 8- всасывающий клапан; 9- сетчатый фильтр