Главная страница
Навигация по странице:

  • Контрольная работа 1 Задача №2 (Вариант 9)

  • Контрольная работа 1 Задача №3 (Вариант 10)

  • Контрольная работа 2 Задача №1 (Вариант 10)

  • Контрольная работа 2 Задача № 2 (Вариант 9)

  • Вопрос №10. Опишите устройство и принципы действия одного из распространенных роторных насосов

  • Гидромашины. Задача 1 (


    Скачать 1.27 Mb.
    НазваниеЗадача 1 (
    АнкорГидромашины.doc
    Дата16.06.2017
    Размер1.27 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаГидромашины.doc
    ТипЗадача
    #9985




    Контрольная работа 1

    Задача №1 (Вариант 10)

    Вычислить коэффициент и степень неравномерности подачи поршневого (плунжерного) насоса, у которого z цилиндров, i рабочих камер. Поршень (плунжер) насоса совершает n двойных ходов в единицу времени, ход поршня L, диаметр цилиндра D, диаметр штока d, отношение длины кривошипа к длине шатуна (относительная длина кривошипа) составляет λ, угол развала между кривошипами смежных поршней (плунжеров) - α.

    Числовые значения исходных данных для расчета приведены в таблице 1.Таблица 1

    Наименование данных, единица измерения

    Значение

    Число цилиндров z, шт

    3

    Число рабочих камерi, шт

    6

    Число двойных ходов поршня n, ход/мин

    130

    Ход поршня L, мм

    279

    Диаметр цилиндра D, мм

    152

    Диаметр штока d, мм

    75

    Относительная длина кривошипа λ, д. ед.

    0,2

    Угол развала между кривошипами смежных поршней (плунжеров) α град

    120


    Решение: Коэффициент неравномерности подачи вычисляется по формуле:

    , [1, стр. 136]

    где , и - максимальная, минимальная и средняя мгновенная теоретическая подача насоса соответственно.

    Степень неравномерности подачи насоса определяется соотношением:

    . [1,стр.136]

    Насос - горизонтальный трехцилиндровый поршневой (плунжерный). Определим среднюю мгновенную теоретическую подачу насоса

    , [1, стр.137]

    где - площадь поршня насоса.

    Тогда =0, 0578 м3/с.

    Для определения максимальной и минимальной мгновенных теоретических подач насоса необходимо построить график подачи насоса. Мгновенную теоретическую подачу насоса определим, суммировав мгновенные теоретические подачи цилиндров насоса. Мгновенную теоретическую подачу первого цилиндра определим по формуле:

    , [1, стр.138]

    где - скорость перемещения поршня насоса; - площадь сечения рабочей камеры насоса.

    Так как λ = 0,2

    ,

    где - длина шатуна насоса; φ - угол поворота кривошипа; ω - угловая скорость кривошипа.

    Тогда .

    Площадь рабочей камеры насоса при 0<φ< и при <φ<2 .

    Значит при 0<φ<




    Теоретическую подачу второго цилиндра насоса определим аналогично с учетом угла развала между соседними кривошипами. Результаты расчетов приведены ниже в таблице 2.Таблица 2


    Угол поворота кривошипа, град

    Мгновенная теоретическая подача, м3

    первого цилиндра

    второго цилиндра


    третьего цилиндра


    насоса












































































































































































































































































































































































































































































































































































    По результатам расчетов (данным таблицы 2) строим график подачи насоса.
    Как видно из рис. 1 и таблицы 2 м3/с и м3/с.

    Тогда





    Рис. 1. График подачи насоса

    Контрольная работа 1

    Задача №2 (Вариант 9)
    Проверить условия всасывания поршневого насоса, если известно, что высота его установки над уровнем жидкости в приемном резервуаре открытого типа равна z. Поршень насоса при длине хода L совершает n ходов в единицу времени, диаметр цилиндровых втулок D. Длина всасывающей линии lвс, а её диаметр dвс. Перекачиваемая жидкость имеет плотность ρ и температуру tоС. Потери напора во всасывающем клапане составляют hкл. Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.

    Таблица 2

    Наименование данных, единица измерения

    Значение

    Высота установки насоса z, м

    0,4

    Длина всасывающего трубопровода lвс, м

    2,6

    Диаметр всасывающего трубопроводаdвс, м

    0,15

    Диаметр цилиндровых втулок насоса D, мм

    100

    Длина хода поршня L, мм

    300

    Число ходов n, с-1

    1,1

    Плотность жидкости ρ, кг/м3

    1100

    Температура перекачиваемой жидкости tо , С

    20

    Потери напора во всасывающем клапане hкл, м

    2,3

    Перекачиваемая жидкость

    Глинистый раствор




    Рис. 2. Схема установки насоса.
    Решение: Воспользуемся условием безкавитационной работы поршневого (плунжерного) насоса:

    ,

    ,[1, стр.264]

    где - минимальное абсолютное давление во всасывающем коллекторе насоса; - абсолютное давление над уровнем жидкости в резервуаре, так как резервуар открыт, то =100 кПа; h - потери напора во всасывающей линии в начале хода поршня, так как насос на всасывающей линии не оборудован пневмокомпенсатором, то h = 0; - инерционный перепад давления; - потери давления во всасывающем клапане; - давление паров жидкости; - гарантийный противокавитационный запас давления.

    Определим инерционный перепад давления

    ,[1, стр. 265]

    где - ускорение жидкости во всасывающем трубопроводе.

    ,[1, стр. 265]

    где - ускорение поршня насоса; , - площадь поперечного сечения поршня насоса и всасывающего трубопровода соответственно.

    ……………………………………………………………..

    Контрольная работа 1

    Задача №3 (Вариант 10)
    Произвести гидравлический расчет насосной установки для перекачки нефти с расходом Q, если известно, что всасывающий трубопровод насоса, присоединенный к заборному резервуару на глубину а от свободной поверхности, имеет длину lвс, два плавных поворота и обратный клапан с сеткой. Нагнетательный трубопровод длиной lнг имеет восемь плавных поворотов, обратный клапан и две задвижки. Максимальная высота взлива нефти в напорном резервуаре равна hн, а избыточное давление над её поверхностью p1 = 196,2 Па. поверхность земли в пункте установки напорного резервуара возвышается над поверхностью земли, где установлен заборный резервуар, на Hг.

    Перекачиваемая жидкость имеет вязкость ν и плотность ρ при температуре 10о С.

    Полагая, что насосная станция работает круглосуточно, необходимо определить диаметр всасывающего и напорного трубопроводов - dвс и dнг, высоту расположения насосов относительно уровня нефти в заборном резервуаре, считая, что абсолютное давление над её поверхностью (р2) равно 40 кПа, полный напор насоса, тип и марку насоса для подачи заданного количества жидкости, мощность и тип электродвигателя.

    Исходные данные для расчета приведены в таблице 4.

    Таблица 4

    Наименование данных, единица измерения

    Значение

    Производительность насоса Q, м3

    35

    Глубина присоединения всасывающего трубопровода а, м

    3,0

    Длина всасывающего трубопровода lвс, м

    18

    Длина нагнетательного трубопровода lнг, м

    4000

    Высота нефти в напорном резервуаре равна hн, м

    10,5

    Геодезическая разность отметок Hг, м

    65

    Вязкость нефти ν, м2

    0,50

    Плотность нефти ρ, кг/м3

    895

    Избыточное давление над поверхностью нефти в напорном резервуаре p1, Па

    196,2

    Абсолютное давление над поверхностью нефти в заборном резервуаре p2, кПа

    40



    Рис. 3. Схема насосной установки.

    Решение: Для перекачки жидкости данной вязкости с данным расходом должен применяться центробежный насос (см. Приложение 3).

    Определим диаметры всасывающего и напорного трубопроводов. Из указаний к выполнению задачи:

    м/с и м/с.

    Тогда . [1, стр.38]

    м и м.

    По ГОСТ 8732 - 78 выбираем для всасывающего трубопровода трубы 114х4,0 с внутренним диаметром dвс = 0,106 м и для напорного трубопровода 83х3,5 с внутренним диаметром dнг = 0,076 м.

    Уточним скорости движения нефти в трубопроводах

    .

    = 1,07 м/с; = 2,08 м/с.

    Определим режимы течения жидкости в трубопроводах, Для этого вычислим числа Рейнольдса в трубопроводах

    . [1, стр. 39]

    = 2268.

    = 3158.

    Так как 2320 и >2320, то режим течения в обоих трубопроводах турбулентный (2320 - критическое число Рейнольдса).

    Коэффициент гидравлического трения определим по формуле Блазиуса:

    . [1, стр.40]

    = 0,0282; = 0,0422.

    ……………………………………………………………………………………….


    Контрольная работа 2

    Задача №1 (Вариант 10)
    Рассчитать и построить характеристики турбины турбобура и по заданным размерам ступени турбины, числу ступеней К и расходу Q промывочной жидкости, исходя из данных, приведенных в таблице 5.

    Таблица 5

    Наименование данных, единица измерения

    Значение

    Число ступеней К, шт

    120

    Расход промывочной жидкости Q10-3 м3

    42

    Плотность жидкости ρ, кг/м3

    1000

    Средний диаметр турбины Dср, мм

    160,0

    Радиальная длина лопатки l, мм

    22,0

    Конструктивные углы выхода потока α = β, град



    Конструктивные углы выхода потока α = β, град

    900



    Рис. 4. Схема ступени турбины турбобура.
    Решение: Определим осевую скорость движения жидкости:

    , [2, стр.94]

    где - объемный КПД, из указаний к решению задачи ; - коэффициент стеснения проточной части, принимаемый равным 0,9.

    = 4,01 м/с.

    Определим максимальную величину окружной скорости

    = 9,21 м/с. [2, стр.96]

    Определим максимальную величину угловой скорости

    = 115,15 рад/с.

    Определим максимальную частоту вращения турбины турбобура

    = 18,34 об/с = 1100,2 об/мин.

    ……………………………………………………………………………………….

    Контрольная работа 2

    Задача № 2 (Вариант 9)
    Произвести расчет и дать схему объемного гидропривода возвратно-поступательного движения при следующих данных: необходимое полезное усилие, передаваемое рабочему органу, Р; длина хода поршня Lп; средняя скорость движения рабочего органа .

    Трубопровод гидросистемы длиной lг имеет n резких поворотов на 900, два колена с плавным изгибом на 900 и радиусом закругления , один предохранительный клапан и золотник управления. В качестве рабочей жидкости используется масло АМГ10.

    Числовые значения исходных данных приведены в таблице 7.

    Таблица 7

    Наименование данных, единица измерения

    Значение

    Полезное усилие, передаваемое рабочему органу Р, кН

    45

    Ход поршня силового гидроцилиндра Lп, м

    1,1

    Средняя скорость движения рабочего органа , мм/мин

    550

    Длина трубопровода гидросистемы lг, м

    30

    Число резких поворотов трубопровода гидросистемы n, шт

    3



    Решение: Начертим схему объемного гидропривода, которая приведена ниже на рис. 3.

    Масло АМГ10 (Гидравлическое масло АМГ-10 применяется в гидросистемах авиационной и наземной техники, работающей в интервале температур окружающей среды от - 60 до 55°С. ГОСТ 6794-75 Вырабатывается на основе глубокодеароматизированной низкозастывающей фракции, получаемой из продуктов гидрокрекинга парафинистых нефтей и состоящей из нафтеновых и изопарафиновых углеводородов. Содержит загущающую и антиокислительную присадки, а также специальный отличительный органический краситель.) при температуре 400С имеет динамическую вязкость μ =11,5 мПа∙с и плотность ρ = 750 кг/м3.

    Выберем силовой гидроцилиндр ГЦ 160.1100.24.000 с диаметром цилиндра (поршня) D = 160 мм, штока поршня d = 90 мм, с длиной хода Lп = 1100 мм и с максимальным рабочим давлением 24 МПа.

    Определим расход масла в силовом гидроцилиндре, необходимый для перемещения поршня гидроцилиндра с заданной скоростью

    м3/с.[1,стр.317]
    Определим подачу насоса

    м3/с. [1,стр.317]

    Выберем для трубопровода гидросистемы трубы с диаметром dтр = 8 мм.

    Определим скорость движения масла в трубопроводе гидросистемы

    = 2,79 м/с. [1,стр.320]

    Определим режим течения масла в трубопроводе гидросистемы. Для этого вычислим числа Рейнольдса

    = 1453. [1,стр.320]

    ……………………………………………………………………………………….
    Вопрос №10.

    Опишите устройство и принципы действия одного из распространенных роторных насосов
    Поршневой насос представляет собой машину объемного действия, в которой вытеснение жидкости из замкнутого пространства насоса происходит в результате прямолинейного возвратно-поступательного движения вытеснителей. К поршневым насосам относят также и плунжерные насосы. Они различаются конструкцией вытеснителя и характером уплотнения.

    Классификация и основные конструкции поршневых насосов

    Поршневые насосы классифицируются по нескольким основным признакам:

    1. По характеру движения ведущего звена: прямодействующие, в которых ведущее звено совершает возвратно-поступательное движение (паровые прямодействующие); вальные, в которых ведущее звено совершает вращательное движение (кривошипные, кулачковые) .

    2. По числу циклов нагнетания и всасывания за один двойной ход: одностороннего и двухстороннего действия.

    3. По количеству поршней или плунжеров: однопоршневые, двухпоршневые, трехпоршневые и многопоршневые.

    4. По виду вытеснителей: поршневые, плунжерные и диафрагменные.

    5. По способу приведения в действие: с механическим приводом и ручные.

    Рассмотрим наиболее характерные конструкции насосов:



    Дифференциальные насосы. Насосы двухстороннего действия (рис. 2) имеют одну рабочую камеру 4 со всасывающим 3 и напорным клапанами и вторую рабочую камеру 2 без клапанов. Благодаря тому что за один оборот вала насос два раза нагнетает жидкость, подача его выравнивается.

    Насосы двойного действия. Этот насос (рис. 3)



    имеет более равномерную подачу по сравнению с насосами простого действия и дифференциальными благодаря тому, что по обе стороны от цилиндра имеются две рабочие камеры, в каждой из которых находятся нагнетательные 3 и всасывающие 4 клапаны. Поэтому за один оборот коленчатого вала поршень 5 два раза нагнетает жидкость. Воздушный колпак /, соединенный с патрубком 2, при нагнетании существенно снижает пульсацию жидкости.

    Кулачковые насосы. В одноцилиндровых насосах (рис. 4, а) поршень 3 приводится в движение кулачком 4, а возвращается в исходное положение с помощью пружины. Ось вращения кулачка смещена относительно его геометрической оси на величину эксцентриситета.. При вращении кулачка поршень совершает в цилиндре возвратно-поступательное движение на пути s=2e; при этом через клапан происходит всасывание, а через клапан 2 — нагнетание жидкости.сос поршневой роторный центробежный



    Рис. 4. Схема насосов с кулачковым приводом: а—одноцилиндровый; б—трехцилиндровый однорядный; в — трехцилиндровый радиальный.

    Подача в насосах данного типа такая же неравномерная, как в поршневых насосах простого действия с шатунно-кривошипным механизмом. Для выравнивания подачи применяются многопоршневые насосы с числом цилиндров r==3—11 в одном ряду и со смещением фаз их рабочих циклов на угол φ=360°/r. Схема трехцилиндрового насоса представлена на рисунке 4, б. Кулачки 4 расположены в один ряд на приводном валу, а поршни прижимаются к кулачкам с помощью пружин (на схеме не показаны).

    Для достижения компактности конструкции кулачковых насосов часто цилиндры располагают радиально с пересечением осей в общем центре (рис. 4, в). Центр вращения кулачка 4 и в данной схеме смещен относительно его геометрической оси на величину е. Контактное давление между поршнем и кулачком 4 уменьшается с помощью башмаков 3. Поршни прижаты к башмакам пружиной 2.

    Кулачковые поршневые насосы способны создавать высокие давления. Они применяются в различных гидроприводах, для нагнетания жидкости в гидропрессах, а также в качестве топливных насосов в дизельных двигателях, о которых вы подробно узнаете при изучении автомобилей и тракторов.


    Насосы с проходным поршнем. Насосы такой конструкции отличаются компактностью: в них отсутствует рабочая камера, всасывающий клапан находится в рабочем цилиндре, а напорный — в поршне. Насосы с проходным поршнем применяются для подъема жидкостей из скважин, поэтому их называют погружными (рис. 5). В обсадную трубу пробуренной скважины опускается труба 6 с присоединенным к ней цилиндром 2, внутри которого находится поршень 3. Поршень дугой 4 соединен со штангой 5, которая приводится в возвратно-поступательное движение специальным механизмом. В нижней части труба 6 заканчивается всасывающим патрубком /, а в верхней — нагнетательным 7.

    При подъеме поршня всасывающий клапан открывается и жидкость поступает в гидроцилиндр. При опускании поршня всасывающий клапан закрывается, давление в цилиндре повышается, вследствие чего открывается напорный клапан и жидкость через сквозное отверстие в поршне устремляется в пространство над ним. При очередном подъеме поршня одновременно с всасыванием происходит подача жидкости в нагнетательный патрубок.

    Насосы такого типа бывают и с ручным (рычажным) приводом — они используются для подъема воды из скважин (колодцев) на приусадебных участках рис. 5.


    Список литературы

    ……………………………………………………………………………………………..
    написать администратору сайта