Індикаторна діаграма

Індикаторна діаграма характеризує залежність між тиском і об’ємом рідини в робочій камері за один оберт корінного вала насоса.

Розглянемо індикаторну діаграму ідеального насоса (рис.3.10, а).

Р₁, Р₂ – тиски в робочій камері при всмоктуванні і нагнітанні; ΔР_вх, ΔР_вих – втрати тиску на вхідному і вихідному клапанах

Р_вх, Р_вих – відповідно тиск у вхідному і вихідному патрубках; Р_і – індикаторний тиск; V_шк – об'єм шкідливого простору; V_п – об'єм, який описує поршень; l_і– довжина індикаторної діаграми

а) ідеальна діаграма; б) реальна діаграма;

Рисунок 3.10 – Індикаторна діаграма насоса однократної дії

Ознаки ідеального насоса наступні:

– перекачувана рідина не стискується і немає в’язкості;

– відсутні втрати рідини;

– тиск на вході і виході – строго постійна величина;

– клапани не створюють ніякого опору;

– відсутнє запізнення відкриття і закриття клапанів.

В координатах p, V індикаторна діаграма ідеального насоса має вигляд прямокутника 1-2-3-4. Точка 1 характеризує стан рідини в робочій камері насоса в кінці циклу всмоктування (момент закриття вхідного клапана); точка 2 – початок циклу нагнітання (момент відкриття вихідного клапана); точка 3 – кінець циклу нагнітання (момент закриття вихідного клапана); точка 4 – початок циклу всмоктування (момент відкриття вхідного клапана).

Площа індикаторної діаграми характеризує індикаторну роботу. Для ідеального насоса індикаторна робота буде

. (3.32)

Індикаторна потужність – це робота виконана за одиницю часу

, (3.33)

де – час одного ходу поршня;

– середня подача насоса за один хід поршня (один оберт корінного вала).

Індикаторна діаграма реального насоса відрізняється від ідеального тим, що лінії 1-2 і 3-4 похилі (це зумовлено стискуванням і розширенням перекачуваної рідини та пружною деформацією стінок робочої камери). На форму лінії 2-3 та 4-1 впливають коливання тиску на вході і виході насоса, а також зміни гідравлічних опорів в клапанах.

Відхилення лінії 1-2 від вертикалі завжди більше ніж 3-4, тому що об’єм, який описує поршень значно більший від об’єму шкідливого простору. на величину опору вхідного клапана.

Незаштрихована площа індикаторної діаграми (рис.3.10, б) представляє корисну роботу, яку виконує поршень за один оберт корінного вала.

В реальному насосі індикаторний тиск за один хід – величина змінна. Середнє значення індикаторного тиску буде

, (3.34)

де – площа індикаторної діаграми;

– довжина індикаторної діаграми;

– масштаб пружини індикатора.

За індикаторною діаграмою визначають індикаторну потужність і проводять технічну діагностику насоса. Індикаторна потужність реального насоса буде

,(3.35)

де – середня теоретична подача насоса.

Індикаторна потужність насоса багатократної дії визначається сумою індикаторних потужностей всіх робочих камер.

Для діагнозу несправностей насоса зняту індикаторну діаграму порівнюють з еталонною і виявляють відхилення від норми.

Потужність реального насоса буде

, (3.36)

де – механічний ККД насоса.

Потужність двигуна для приводу ЗПН

, (3.37)

де - індикаторна потужність;

- механічний ККД насоса;

- ККД передачі між двигуном і насосом;

- коефіцієнт запасу потужності ( - для малопотужних насосів; - для потужних насосів).

Дата добавления: 2015-07-10