Izrazi in koristne referenčne informacije o črpalkah in črpalni opremi. Razmerje med višino črpalke in tlakom Delovanje vzporednih in serijskih črpalk

Ogrevalni sistemi morajo biti testirani na tlačno odpornost

V tem članku boste izvedeli, kaj je statično in dinamični tlak ogrevalni sistemi, zakaj so potrebni in v čem se razlikujejo. Upoštevani bodo tudi razlogi za njegovo povečanje in zmanjšanje ter metode za njihovo odpravo. Poleg tega bomo govorili o tem, kako se tlačno testirajo različni ogrevalni sistemi in o metodah tega preizkusa.

Vrste tlaka v ogrevalnem sistemu

Obstajata dve vrsti:

• statistični;
• dinamično.

Kakšen je statični tlak ogrevalnega sistema? To je tisto, kar nastane pod vplivom gravitacije. Voda pod lastno težo pritiska na stene sistema s silo, sorazmerno z višino, na katero se dvigne. Od 10 metrov je ta indikator enak 1 atmosferi. V statističnih sistemih se pretočna puhala ne uporabljajo, hladilna tekočina pa gravitacijsko kroži po ceveh in radiatorjih. To so odprti sistemi. Najvišji tlak v odprt sistem ogrevanje je približno 1,5 atmosfere. IN sodobna gradnja takšne metode se praktično ne uporabljajo, tudi pri nameščanju avtonomnih vezij podeželske hiše. To je posledica dejstva, da je za takšno shemo kroženja potrebna uporaba cevi z velikim premerom. Ni estetsko in drago.

Dinamični tlak v ogrevalnem sistemu je mogoče nastaviti

Dinamični pritisk v zaprt sistem ogrevanje nastane z umetnim povečanjem pretoka hladilne tekočine električna črpalka. Na primer, če govorimo o visokih stavbah ali velikih avtocestah. Čeprav se zdaj tudi v zasebnih domovih pri namestitvi ogrevanja uporabljajo črpalke.

Pomembno! To je približno o nadtlaku brez upoštevanja atmosferskega tlaka.

Vsak od ogrevalnih sistemov ima svojo dovoljeno natezno trdnost. Z drugimi besedami, lahko prenese drugačno obremenitev. Da bi ugotovili, kaj delovni tlak v zaprtem ogrevalnem sistemu je treba statičnemu, ki ga ustvari vodni stolpec, dodati dinamičnega, ki ga črpajo črpalke. Za pravilno delovanje sistem, mora biti manometer stabilen. Manometer je mehanska naprava, ki meri silo, s katero se voda premika v ogrevalnem sistemu. Sestavljen je iz vzmeti, puščice in lestvice. Na ključnih mestih so nameščeni merilniki. Zahvaljujoč njim lahko ugotovite, kakšen je delovni tlak v ogrevalnem sistemu, in med diagnostiko ugotovite okvare v cevovodu.

Padec tlaka

Za kompenzacijo padcev je v vezje vgrajena dodatna oprema:

1. ekspanzijski rezervoar;
2. ventil za izpust hladilne tekočine v sili;
3. zračne odprtine.

Zračni preizkus - preskusni tlak ogrevalnega sistema se poveča na 1,5 bara, nato zniža na 1 bar in pusti pet minut. V tem primeru izgube ne smejo presegati 0,1 bara.

Testiranje z vodo - tlak povečamo na najmanj 2 bara. Morda več. Odvisno od delovnega tlaka. Največji delovni tlak ogrevalnega sistema je treba pomnožiti z 1,5. V petih minutah izguba ne sme preseči 0,2 bara.

panel

Hladno hidrostatično testiranje - 15 minut pri tlaku 10 barov, izguba ne več kot 0,1 bara. Vroče testiranje - dvig temperature v tokokrogu na 60 stopinj za sedem ur.

Testirano z vodo, črpanje 2,5 bara. Dodatno se preverijo grelniki vode (3-4 bari) in črpalne enote.

Ogrevalno omrežje

Dovoljeni tlak v ogrevalnem sistemu se postopoma poveča na raven, ki je višja od delovne za 1,25, vendar ne manj kot 16 barov.

Na podlagi rezultatov preizkusa se sestavi akt, ki je dokument, ki potrjuje v njem navedene navedbe. značilnosti delovanja. Sem sodi zlasti delovni tlak.

13. predavanje.

13. DELOVANJE ČRPALK NA OMREŽJU.

14.1 Ravnovesje tlaka pretoka v cevovodu s črpalko, ki je v njem.

14.2. Statični tlak napeljave.

14.4 Značilnosti črpalke.

14.4.1 Vakuum v sesalnem vodu.

14.5. Nadzor pretoka črpalke.

14.6. Težave pri delovanju črpalk v omrežju.

14.7. Nadzor krme črpalna enota.

14.1 Ravnovesje tlaka pretoka v cevovodu s črpalko, ki je v njem.

Pri delu v omrežju se črpalke obravnavajo kot viri, ki prenašajo energijo v tekočino, delovni proces črpalk pa se ne upošteva.

Za reševanje težav pri delovanju črpalk v omrežju se uporablja ravnotežje pretočnih tlakov v cevovodu s črpalko, ki je v njem vključena.

Z enakomernim gibanjem tekočine v cevovodu vključitev črpalke vanj kot vir energije spremeni enačbo ravnovesja tlaka.

Višina črpalke je vsota razlike med višinami na končni in začetni točki plus izgube od začetne do končne točke (slika 14.1). Napor črpalke je energija, ki jo dovaja črpalka na enoto teže črpane tekočine.

H n + H 1 = H 2 + ∑ hp 1-2, (14.3)

H n + H1- h p.sond = H2+ h a.s. ,

Kje H 1 in H 2 - skupaj glav pretok v začetnem 1 in končnem 2 odseku cevovoda, ∑ h p1-2 = h p.s. + h a.s. - vsota tlačnih izgub v cevovodu med odseki 1 in 2, to je v sesalni h p.sond - in tlačni kanal h a.s. .

Višina črpalke se porabi za povečanje pretočnega tlaka in premagovanje hidravličnega upora v cevovodu.

Glavi H 1 in H 2 sta tlaka v točki 1 in točki 2. Enačba višine (14.1) ne upošteva izgub med sesalno in izpustno odprtino in (14.1) je poenostavljena enačba ravnotežja višine.

14. 2. Statična glava naprave.

Omrežje, na katerem deluje črpalka, je lahko preprost ali zapleten cevovod, v nekaterih primerih pa vključuje tudi hidravlične motorje, ki pretvarjajo hidravlično energijo, ki jo črpalka posreduje toku, v koristno mehansko delo.

Shema črpalne enote, ko črpalka deluje na preprostem cevovodu, je prikazana na sl. 14.1. Črpalka črpa tekočino iz sprejemne posode A v tlačno posodo B po cevovodu, sestavljenem iz sesalne in tlačne cevi.

Statična višina naprave je razlika med hidrostatično višino tekočine v tlačnem in sprejemnem rezervoarju:

(14.3)

Če je tlak na prostih površinah tekočine v rezervoarjih enak atmosferskemu, kot za namestitev, prikazano na sl. 14.1, statična glava je razlika v nivojih tekočine v rezervoarjih: , tj. višina tekočine v napeljavi.

Če tlak v rezervoarjih med delovanjem črpalke ni enak atmosferskemu tlaku, glejte sl. 14.2, na primer, obstaja vakuum v dovodni posodi in vakuum v tlačni posodi. nadtlak večji od atmosferskega tlaka, je statični tlak enak razliki med piezometričnimi nivoji v rezervoarjih. Montažna statična glava

14.3. Potreben tlak črpalne enote.

Potreben tlak naprave Ncons je energija, ki jo je treba prenesti na enoto teže tekočine, da se premakne iz sprejemne posode v tlačno posodo skozi instalacijski cevovod pri danem pretoku. .

14.3.1. Ko črpalka deluje na dolgem cevovodu, zanemarite tlak pri nizki hitrosti v rezervoarjih in izhodni tlak, dobimo

(14.4)

Kje ∑ h a.s. = hp.sun.+ hp.n. - vsota izgub tlaka:

hp.sun. - v sesalnem vodu, vključno z izgubo na vstopu v sesalno cev;

hp.n. – v tlačnem vodu, vključno z izgubo pri puščanju v tlačni posodi.

14.3.2. Ko črpalka deluje na cevovodu, opremljenem s konvergentno končno šobo (slika 14.3), je višina hitrosti na izstopu iz šobe primerljiva z izgubo po dolžini v ceveh in jo je treba upoštevati v enačbi za potrebno glavo.

Zahtevani tlak ob upoštevanju dinamičnega tlaka je enak

(14.5)

Kje V2/2 g - višina hitrosti na izstopu iz tlačne cevi (ob predpostavki turbulentnega režima, za katerega je α = 1). Če bi bile sesalne izgube velike, bi jih bilo treba upoštevati. Zato so premeri sesalnih cevovodov večji od tlačnih, obstajajo norme za pretok v sesalnih in tlačnih cevovodih.

14.3.3. V ustaljenem stanju delovanja naprave, ko se pretok v cevovodnem sistemu s časom ne spreminja, je tlak, ki ga razvije črpalka, enak potreben tlak nastavitve:

Hn \u003d Npotr (14.6)

14.4. Značilnosti črpalke.

Značilnosti črpalke pri določeni hitrosti so naslednji kazalniki:

dobava (prostornina tekočine, ki jo črpalka premakne na časovno enoto) Q(m 3 / s),

pritisk H (J/N = m)

moč motorja, ki jo porabi črpalka Nd, (W)

Uporabna moč črpalke je enaka energija, prenesena na časovno enoto toka tekočine, definirana kot produktN mon =Q n *ρgH n,

Učinkovitost črpalke je enaka razmerju uporabne moči črpalke Npn na moč, ki jo porabi črpalka, tj. moč motorja Ndv:

(14.7)

Približen pogled značilnosti črpalke so prikazane na sl.14.6. Običajno je značilnost podana v obliki grafa ali v obliki tabele.

14.5 Vakuum v sesalnem vodu.

Višino črpalke pri znanem dovodu je mogoče izmeriti z manometri V in M, nameščenimi v njenem vstopnem in izstopnem delu (slika 14.5).

Ko je črpalka nameščena nad sprejemnim nivojem, odprta za atmosfero, nastane v vstopnem delu črpalke vakuum (nadtlak Pvs< 0). Выделив подчеркиванием в уравнении 14.9 величины составляющие разряжение, получим значение вакуума во всасывающем патрубке насоса V:

Vrednost vakuuma V na vstopu v črpalko je določena z višino stolpca tekočine za enakomerno gibanje v sesalnem vodu, če je tlak nad tekočino v sprejemnem rezervoarju atmosferski.

Vsak način delovanja črpalke v tej namestitvi ustreza "dovoljeni vakuumski sesalni višini - Nvak.dop "(dovoljena vrednost vakuuma): N vac.dop ≤ Rat , tj. H vac.dodatno<0.

Vrednost Nvac.add. je pri danem načinu delovanja črpalke odvisen od parnega tlaka tekočine in atmosferskega tlaka.

Vakuum na sesalni odprtini mora biti manjši od "dovoljene vakuumske sesalne višine": V ≤ H vak.dop. , to je manj od dovoljenega vakuuma, ki zagotavlja odsotnost kavitacijskih pojavov v črpalki. Na sliki 14.5 lahko to razumemo v smislu, da vsota V ≤ H vak.dop.

Ker mora biti ta pogoj izpolnjen tudi med delovanjem črpalke V ≤ Nvac.adm. , z uporabo formule (14.10) se določi dovoljena geometrijska sesalna višina črpalke Zvs.adm. . če Zvs.adm.< 0 črpalka mora biti nameščena pod nivojem v sprejemnem rezervoarju).

14.6. Delovanje črpalke v omrežju. Določitev delovne točke.

Ko je črpalka priključena na omrežje, je potrebno določiti delovno točko oziroma točko skupnega delovanja črpalke in instalacije, t.j. cevovod.

Namestitev je nastavljen in zahtevano porabo pretoka Q glede na značilnosti instalacije izberite črpalko za zahtevano porabo pretoka Q.

Metodologija za izdelavo delovne točke.

1. Izhodišče koordinat Q - H se nahaja na piezometričnem nivoju v sprejemnem (napajalnem) rezervoarju, ta nivo je izbran kot izhodišče tlaka.

2. Na koordinatni ravnini Н-Q sestavimo karakteristiko črpalke Hн = f(Q). Običajno je podana grafično ali tabelarično.

3. Zgrajena je značilnost namestitve. Značilnost instalacije je vsota Hst statične višine in značilnosti cevovoda - ∑ hp:

v katerem ∑ hp- karakteristika cevovoda oziroma odvisnost skupne izgube tlaka v cevovodu od pretoka, vključno z izgubami v sesalnem in tlačnem cevovodu.

4. Delovna točka napeljave je točka presečišča značilnosti črpalke in cevovoda. Glede na delovno točko se najdejo vrednosti porabe in porabe H.

5. V ustaljenem stanju delovanja so vrednosti, ki jih najdemo na presečišču Qcont = Qn, Hcont = Hn, začetne vrednosti za izbiro črpalke in motorja za pogon črpalke.

Lokacijo sprejemnega rezervoarja lahko nastavite v treh možnostih: 1) Нst>0; 2) Hst = 0; 3) Nst< 0, что отмечено на рис.14.6. В зависимости от характеристики установки положение рабочей точки будет разным.

Karakteristika cevovoda je odvisna od načina gibanja tekočine v cevovodu.

V turbulentnem načinu je karakteristika cevovoda blizu kvadratne odvisnosti ∑ h p =k*Q2. Koeficient upora cevovoda k je enak vsoti koeficientov k sesalnih in tlačnih vodov k n:

k =k sonce +k n,

od katerih je vsaka izražena s formulo .

Količine, vključene v k, so konstantne ali pa so kot take podane v prvem približku, če je katera od njih neznana, pogosteje kot druge to velja za λ. Podana je vrednost λ in izrisan je graf značilnosti cevovoda v obliki parabole.

Karakteristiko napeljave zgradimo tako, da jo premaknemo vzdolž tlačne osi za vrednost Nst, pri Hst = 0 značilnost postavitve poteka skozi izhodišče koordinat in ima v tem primeru obliko

Нн = ∑ hp.

V tem primeru se na delovni točki črpalke tlak v celoti porabi za premagovanje hidravličnega upora sistema. Ta vrsta vključuje obtočne naprave, kjer nivoji vnosa in tlaka sovpadajo (slika 14.7).

pri H st< 0 (nivo tlaka je nižji od nivoja sesanja), lahko tekočina teče v spodnji rezervoar gravitacijsko v količini Qc, črpalka pa se uporablja, če je pretok večji od Qnz > Qc (glej sliko 14.7).

Če je gibanje v cevovodu laminarno, je značilnost cevovoda izražena s formulo ∑ hp = k* Q , pri katerem je koeficient k cevovoda enak

14.7. Nadzor pretoka črpalke.

Krivulja delovanja centrifugalne črpalke je ocenjena za dolgotrajno in varčno delovanje. Vendar pa je treba spremeniti značilnosti črpalke v skladu z zahtevami ustvarjene instalacije. Obstaja več načinov za uravnavanje parametrov črpalne enote.

14.7.1. Nadzor pretoka s spreminjanjem hitrosti črpalke

Ponovni izračun značilnosti lopatne črpalke pri spreminjanju vrtilne frekvence motorja (slika 14.8) se izvede z uporabo zakonov sorazmernosti, ki izražajo lastnosti takšnih načinov delovanja ta črpalka pri različnih hitrostih. Ta metoda spremeni karakteristiko črpalke in delovna točka premika vzdolž dane konstantne karakteristike naprave (slika 14.8).

Točke vsake družine podobnih režimov ležijo v koordinatah Qn-H na kvadratni paraboli, katere vrh je v izhodišču, to je parabola podobnih režimov. (slika 14.8).

Pri uporabi zakonov sorazmernosti glede pretoka, tlaka, moči so narejene naslednje predpostavke.

1. Menijo, da so primerjani podobni načini v območju turbulentne samopodobnosti in sprememba Reynoldsovega števila ne vpliva na porazdelitev hitrosti v kanalih črpalke in njihove koeficiente upora.

2. Predpostavlja se, da so lahko za takšne načine vrednosti učinkovitosti črpalke približno enake (η 1 = η 2).

3. Predpostavlja se, da črpalka deluje na isto tekočino (ρ 1 = ρ 2).

14.7.2 Metoda za določanje nove hitrosti centrifugalne črpalke, če je treba spremeniti njeno napajanje (slika 14.9) .

Podano: a) karakteristika črpalke pri n rpm; b) značilnosti cevovoda (napeljave). c) Točka A njunega presečišča je delovna točka sistema: Qn in Hn - pretok in tlak črpalke za to delovno točko.

Potrebno je določiti novo hitrost črpalke n x , pri kateri se bo dobava Q I povečala (ali zmanjšala) za m%.

Metoda za določanje frekvence.

1. Značilnosti črpalke in cevovoda so zgrajene (sl. 14.9a in 14.9b).

2. Za določeno spremembo podajanja (za ± m%) poiščemo vrednost Q I in to vrednost postavimo na abscisno os.

3. Narišite navpično črto Q I do presečišča z karakteristika cevovoda, dobimo novo delovno točko B (Q I in H I) instalacije. Karakteristika črpalke mora iti skozi to točko z želeno hitrostjo n x .

4. Določimo koeficient parabole podobnih načinov z vrednostmi Q I in H I.

5. Zgradimo parabolo podobnih načinov H par.p.r = k * Q 2 in poiščemo točko njenega presečišča s karakteristiko črpalke - C.

6. Na podlagi vrednosti Q II in H II v točki C določimo število vrtljajev črpalke s podobnostnimi formulami.

14.7.1. Regulacija oskrbe črpalne enote z metodo dušenja.

Pretok centrifugalne (krilne) črpalke lahko reguliramo z dušenjem tako, da v cevovod vgradimo dušilko s spremenljivim uporom (ventil, ventil, ventil itd.). Ko se spremeni odprtina dušilke, se spremeni karakteristika instalacije (naklon karakteristike cevovoda) in delovna točka se premakne vzdolž dane karakteristike črpalke (slika 14.10). Ta način krmiljenja dovoda je povezan z dodatnimi izgubami energije v dušilki in je zato neekonomičen.

Pretok lopaticnih črpalk je mogoče nadzorovati tudi z obvodom tekočine iz tlačnega voda v sesalni (ali sprejemni rezervoar) skozi obvodno cev z nastavljivim dušilcem.

14.9. Nadzor pretoka z uporabo obvodnega voda.

Na sl. 14.11 daje rešitev problema delovanja centrifugalne črpalke v instalaciji, opremljeni z obvodno cevjo, skozi katero se za uravnavanje pretoka črpalke tekočina obvozi iz tlačnega voda v sesalni vod.

1. Nastavi se karakteristika črpalke in vrednost zahtevanega pretoka Qcons.

2. Iz Hst je zgrajena karakteristika instalacije Hst = Hst + h AD .

3. Zgrajena je karakteristika cevovoda h = h CFB.

3. Izdelana je spojna karakteristika cevovoda h AD +h CFB.

4. Najdemo delovno točko A: presečišče značilnosti h AD + h CFB s karakteristiko črpalke, najdemo vrednosti Qn in Hn.

5. Črta Hn je narisana vzporedno z osjo abscise, ko seka z značilnostjo h CFB \u003d f (Q), najdemo t.B, v kateri je pretok q določen z obvozni vod in pretok v liniji CD - Q. Qn \u003d q + Q

14.8. Težave pri delovanju črpalke na kompleksu (razvejani)

cevovod.

Upoštevani sta dve težavi s shemami: delovanje črpalke za cevovod z vzporednimi vejami in za cevovod s končno ekspanzijo.

V prvem primeru je problem rešen na enak način kot pri delu na preprostem cevovodu z uporabo skupne značilnosti kompleksnega cevovoda, vključno z uporom njegovega razvejanega odseka.

V drugem primeru se pri končni distribuciji upošteva način delovanja centrifugalne črpalke za dva tlačna rezervoarja z različnimi nivoji - hidrostatični tlak tekočine.

Odvisno od razmerij med elementi instalacije lahko črpalka črpa tekočino iz sprejemnega rezervoarja A v oba rezervoarja C in B ali pa napaja spodnji rezervoar C skupaj z zgornjim rezervoarjem B.

Rešitev temelji na določitvi piezometričnega nivoja v vozlišču B, pri katerem je izpolnjen pogoj za ravnovesje pretokov v ceveh, ki mejijo na vozlišče.

1. Karakteristika črpalke je podana z grafom.

2. Vrednost izgub v sesalnem cevovodu h AN \u003d hvs in tlačnem cevovodu h N B \u003d hn se lahko določi s formulami: ∑ h p = kQ 2 , ∑ hp = k* Q.

3. Z uporabo teh formul lahko narišete odvisnost tlaka (piezometričnega nivoja) v vozlišču B od pretoka črpalke, tako da od ordinate tlačne karakteristike črpalke odštejete izgubo tlaka v cevi ANB (krivulja H B)

H B \u003d Hn - hvs- hn.

4. Ko najdemo točko I presečišča tlačne črte Hv s karakteristiko cevi BC, zgrajene iz piezometričnega nivoja v rezervoarju C, določimo smer gibanja v cevi BD, ki vodi do zgornjega rezervoarja.

Če se ta točka I nahaja nad nivojem v rezervoarju B, potem črpalka napaja oba rezervoarja.

5. V tem primeru gradimo odvisnost celotnega pretoka v ceveh BC in BD od piezometričnega nivoja na vozlišču B, točka njenega presečišča s krivuljo Hv določa piezometrični nivo na vozlišču B, pretoki v ceveh in način delovanja črpalke (delovna točka sistema).

6. Če je presečišče črte Hb in BC "pod nivojem v rezervoarju D, slednji napaja rezervoar C skupaj s črpalko. V tem primeru (črtkane črte na sl. 14.12) je odvisnost celotnega pretoka hitrost v ceveh AB in BB na piezometričnem nivoju v vozlišču se nariše B (s seštevanjem krivulj Hb in BB za pretoke); točka presečišča te krivulje s karakteristiko cevi BC' je delovna točka sistem.

8. Če več črpalk deluje vzporedno ali zaporedno, morate za določitev načina delovanja sistema najprej zgraditi skupno karakteristiko črpalk in nato poiskati delovno točko sistema. na običajen način, tj. presečišče značilnosti črpalk z značilnostmi instalacije.

Za izgradnjo skupnih značilnosti črpalk z njihovo vzporedno povezavo je treba dodati značilnosti črpalk vzdolž abscis (dovodov) in pri zaporedni povezavi - vzdolž ordinat (panorame).

14.9. delo vzporedne črpalke in dosledno

povezane črpalke na enostavnem cevovodu.

Na sl. 14.14 prikazuje diagram vzporednega delovanja centrifugalnih črpalk na preprostem cevovodu in podana je grafična rešitev tega problema.

14.10. Značilnosti dela na omrežju prostorninskih črpalk.

Za volumetrične črpalke (batne, rotacijske itd.) Qn se lahko vzame kot prvi približek neodvisno od tlaka, ki ga razvije črpalka Hn in sorazmerno s hitrostjo črpalke. Delovna prostornina batne črpalke je na primer določena s formulo

kjer sta F in S površina in hod bata; n je število dvojnih gibov bata na minuto (hitrost motorne gredi); z je število delovnih komor (valjev) črpalke; ηo - koeficient dobave črpalke. IN splošni pogled tlačne črpalke različne vrste je izražena s formulo

kjer je W delovna prostornina črpalke (njena dobava na vrtljaj gredi), odvisno od tipa in velikosti črpalke.

Z navedenim približkom lahko tlačne črte Нн = f(Qн) na značilnostih volumetričnih črpalk prikažemo kot navpične ravne črte Qн = const, od katerih vsaka ustreza določeni hitrosti črpalke (slika 14.16). Pravzaprav se dobava katere koli prostorninske črpalke pri dani hitrosti nekoliko zmanjša z naraščajočo višino črpalke.

Določanje načina delovanja volumetrične črpalke v hidravličnem sistemu se izvede na enak način kot pri lopatični črpalki, tako da se na isti graf v koordinatah Q - H narišejo značilnosti črpalke in hidravličnega sistema ter ugotovi točka njihovega presečišča - delovna točka sistema.

Ker je dobava črpalk s prostornino skoraj neodvisna od višine, metoda regulacije dovoda z dušenjem ni uporabna za črpalke s prostornino (popolno zaprtje dušilke na izhodu iz črpalke s prostornino lahko povzroči nesrečo, če je varnostne naprave niso na voljo).

Nadzor pretoka v hidravličnih sistemih in napravah s črpalkami s prostornino se lahko izvede s spreminjanjem hitrosti črpalke (glej sliko 14.16) ali z uporabo posebnih črpalk s spremenljivim pretokom, pri katerih se delovna prostornina W spreminja na poti. Vendar pa v večini primerov , nadzor pretoka v hidravličnih sistemih s črpalkami s prostornino proizveden manj ekonomično, vendar večina na preprost način obvod tekočine iz tlačnega voda v sesalni vod. V ta namen se uporabljajo različne nastavljive dušilke in prelivni ventili ter avtomatski razbremenilniki in druge posebne naprave.

Na sl. 14.17 prikazuje diagram črpalne enote s črpalko s pretokom in obvodno cevjo, opremljeno z nastavljivim plinom.

Če želite določiti način delovanja črpalke pri danem tlaku Po v tlačnem rezervoarju in nekaj odpiranja dušilne lopute, lahko uporabite grafično konstrukcijo, prikazano na sl. 14.13. Pri reševanju podobnega problema z lamelno črpalko je bila obvodna cev obravnavana kot veja cevovoda, na kateri deluje črpalka z dano karakteristiko.

V nekaterih primerih je bolj primeren drug način za rešitev te težave, pri katerem se obvodna cev šteje za dodatni element sama črpalka, menjava obratovalna karakteristika. Ko na splošnem grafu v koordinatah Q-H narišemo karakteristiko črpalke in karakteristiko obvodne cevi, iz prve sledi odštevanje druge v smislu stroškov; za to je potrebno, ko različne vrednosti višine črpalke odštejte pretoke v obvodni cevi od njene dobave (ker je razpoložljiva višina obvodne cevi enaka višini črpalke).

Nastala krivulja AB predstavlja zmogljivost črpalke skupaj z obvodno cevjo. Presečišče te krivulje z značilnostmi hidravličnega sistema (krivulja LD določa delovno točko sistema (točka B), tj. pretoke Q v tlačni rezervoar in v obvodni cevi q ter pretok Qp in višina črpalke Hn (delovna točka črpalke C).

Pri vsakem drugem odpiranju plina se spremeni njegova karakteristika in posledično tudi karakteristika črpalke skupaj z obvodno cevjo; v tem primeru se delovna točka sistema premakne.

Na sl. 14.18 shematično prikazuje namestitev z volumetrično črpalko in prelivno črpalko, katere vzmet je nastavljena na določen tlak Ncalc, ki določa trenutek njenega odpiranja. Graf prikazuje definicijo načinov delovanja črpalke, tj. iskanje delovnih točk pri treh različnih tlakih v tlačni posodi.

Za določitev načinov delovanja črpalke je potrebno, kot v prejšnjem diagramu, odšteti karakteristiko prelivnega ventila od karakteristike črpalke, tj. dobite skupno karakteristiko črpalke skupaj z ventilom (črta ABC). Točke presečišča te krivulje z značilnostmi hidravličnega sistema v treh navedenih primerih določajo delovne točke 1, II, III črpalke.

Kot je razvidno iz sl. 14.18, pri višini črpalke Hn< Нрасч (случай 3) вся подача насоса идет в напорный бак; при Н >Nizek (primera 1 in 2) del pretoka črpalke se vrne na sesalno stran.

Pri uporabi analiziranih metod za reševanje problemov delovanja prostorninskih črpalk v omrežju je treba upoštevati, da so eksperimentalne karakteristike prostorninskih črpalk običajno podane v obliki odvisnosti napajanja črpalke Qn‚ in njene učinkovitosti od tlak črpalke Рn (slika 14.19).

Tlak črpalke predstavlja energijo, ki jo dovaja črpalka

prostornina enote črpane tekočine in je povezana z višino črpalke z razmerjem

V praksi je vrednost Rn enaka povečanju tlaka tekočine od sesalnih do izpustnih šob črpalke. Koristna moč črpalke je izražena s formulo

Za obravnavo tega vprašanja bomo analizirali osnovne pogoje, od katerih sta odvisna tlak in tlak črpalke.

Geodetska (statična) sesalna višina črpalke

Definirana je kot razlika v geodetski ravni med vstopom v črpalko in prosto površino tekočine v najnižjem rezervoarju, merjena v metrih (m).

Statična tlačna višina (statična višina) črpalke

Opredeljena je kot razlika v geodetski ravni med iztokom in najvišjo točko v hidravličnem sistemu, v katero je treba dovajati tekočino.

Izguba tlaka sesalne črpalke

To so izgube zaradi trenja med tekočino in stenami cevovoda in so odvisne od viskoznosti tekočine, kakovosti površinske hrapavosti sten cevovoda in pretoka tekočine. Ko se pretok podvoji, se izguba tlaka poveča na drugo moč

Informacije o izgubah tlaka v cevovodih, kolenih, fitingih itd. pri različnih stopnjah pretoka, ki so na voljo pri vašem dobavitelju.

Končni nadtlak črpalke

To je tlak, ki mora biti na točki, kamor je treba dovajati tekočino.

Začetni nadtlak črpalke

To je pritisk na prosto površino tekočine na mestu vnosa. Za odprt rezervoar ali rezervoar je to preprosto atmosferski (barometrični) tlak.

Vodni stolpec, visok 10 m, ima enak pritisk kot stolpec živega srebra (Hg), visok 0,7335 m. Če pomnožimo višino stebra (tlak) z gostoto tekočine in gravitacijskim pospeškom (g), dobimo tlak v newtonih za kvadratni meter(N/m2) ali v paskalih (Pa). Ker je to zelo majhna vrednost, je bila v prakso delovanja črpalk uvedena merska enota 100.000 Pa, imenovana bar.

Enačbo je mogoče rešiti v metrih višine stolpca tekočine:

ρv ] g ] hv = ρHg ] g ] hHgρv ] hv = ρHg ] hHghv = hHg ]

Da bi rešili to težavo, analizirajmo osnovne pogoje, od katerih sta odvisna višina in tlak črpalke." />

Tukaj so razloženi pojmi, katerih pomen ni razkrit v priročniku.

Absolutni tlak
Absolutni tlak je razmerje med silo, ki deluje na neskončno majhno površino in površino te površine:

Kjer je dF sila, ki deluje na neskončno majhno površino, je dS neskončno majhna površina.
V sistemu SI je absolutni tlak izražen v [N/m 2 ] ali [Pa].

Atmosferski tlak
Atmosferski tlak je absolutni tlak, ki ga ustvarja atmosfera. Vrednost atmosferskega tlaka se določi z barometri, zato je njegovo drugo ime barometrični.

vakuumski merilnik
Vakuumski merilnik - naprava za merjenje tlaka pod atmosferskim tlakom. V praksi se najbolj uporabljajo mehanski vzmetni merilniki vakuuma. Mehanski vakuumski merilniki zaradi posebnosti svoje naprave ne kažejo absolutnega tlaka, temveč redčenje (vakuum), tj. količina, za katero je absolutni tlak nižji od atmosferskega.

Sesalni dvig
Sesalna višina - navpična razdalja od nivoja tekočine v dovodnem rezervoarju do sesalne odprtine črpalke.

Geometrijska glava
V ožjem smislu je geometrijska glava višina dviga tekočine, tj. navpična razdalja od nivoja tekočine v dovodnem rezervoarju do nivoja v sprejemnem rezervoarju.
V širšem smislu je geometrijska glava navpični položaj nek odsek, izoliran v tekočini nad poljubno izbrano referenčno ravnino.

Diafragma
Diafragma - nameščena v cevovodu tehnična naprava s skoznjo luknjo za ustvarjanje in izbiro diferenčnega tlaka medija z lokalnim zmanjšanjem odseka cevovoda (zoženje pretoka), ki se uporablja v povezavi z manometrom diferenčnega tlaka za merjenje pretoka tekočine v cevovodu.

Diferenčni manometer (manometer diferenčnega tlaka)
Diferenčni manometer - naprava za merjenje razlike (diferenčnega) tlaka v dveh različne točke prostor, ki se uporablja za določanje pretoka tekočine ali plina v cevovodih, pa tudi nivoja tekočine v rezervoarjih.

zaporni ventil
zaporni ventil - pribor za cevovode, katerega blokirni element se premika naprej in nazaj pravokotno na smer pretoka tekočine. Zaporni ventili se uporabljajo za popolno zapiranje cevovoda. Manj pogosto se ventili uporabljajo za nadzor dovoda (pretoka) tekočine z delnim zapiranjem cevovoda.

Nadtlak
Nadtlak je razlika med absolutnim in atmosferskim (barometričnim) tlakom, če je absolutni tlak večji od atmosferskega:

,

Kjer je p izb - presežni tlak; p je absolutni tlak; p atm - Atmosferski tlak.
Nadtlak se meri z manometri.

kavitacija
Kavitacija je nastanek in sesedanje parnih mehurčkov v tekočem toku. Kavitacija se pojavi, ko se absolutni tlak v toku tekočine zmanjša na nasičen parni tlak. Kavitacija je izjemno nezaželen pojav med delovanjem črpalk, saj jo spremljajo vibracije elementov črpalke in cevovodov, uničenje delovnih delov črpalke.

Koeficient lokalni odpor x
Koeficient lokalnega upora se uporablja za določitev izgube tlaka na lokalnih hidravličnih uporih (zasuni, kolena, filtri, ventili itd.). Na splošno je odvisno od vrste upora, premera cevovoda in režima pretoka. Številčne vrednosti koeficienta lokalnega upora so podane v referenčni literaturi. [3,4]

Torni koeficient l
Koeficient trenja se uporablja za določitev izgube tlaka zaradi hidravličnega trenja. Na splošno je odvisno od režima pretoka, hrapavosti cevovoda in premera cevovoda. Za določitev koeficienta trenja lahko uporabite naslednje formule:

Formula	Uporabnost	Območje trenja
		laminarni tok
		hidravlično gladke cevi
		hidravlično grobe cevi
		Avtomodel (kvadratno) regiji

kjer je d – premer cevovoda [m]; e je absolutna hrapavost materiala cevi [m].

Reynoldsov kriterij Re
Reynoldsov kriterij označuje režim pretoka tekočine in je določen s formulo:

kjer je W hitrost pretoka tekočine [m/s]; d – premer cevovoda [m]; r je gostota tekočine [kg/m 3 ]; m - koeficient dinamične viskoznosti tekočine [Pa. z].
Hitrost tekočine je mogoče določiti glede na pretok in površino prečnega prereza toka:

Če tok teče skozi krožno cev s premerom d, je površina prečnega prereza enaka:

.

Glede na številčno vrednost Reynoldsovega kriterija lahko presojamo način (značaj) toka tekočine:

	Tekočina teče v laminarnem načinu. Za režim laminarnega toka je značilno gibanje delcev tekočine po trajektorijah, vzporednih s splošno smerjo toka.
	Tekočina teče v prehodnem (šibko razvitem turbulentnem) režimu. Za ta režim je značilen pojav vrtincev. Vrtinec je gibanje skupine delcev po rotacijski poti. Zaradi vrtincev se tok tekočine meša v prečni smeri. Bližje ko je vrednost Reynoldsovega kriterija 10000, več je vrtincev.
	Tekočina teče v turbulentnem režimu. Turbulentni režim spremlja videz veliko število vrtinci, ki mešajo tekočino.

Manometer
Manovakuummeter - naprava za merjenje tlaka. Manometer ima dve skali. Ena lestvica se uporablja za nadtlak, druga pa za vakuum. Takšne naprave se uporabljajo, kadar je tlak, ki ga je treba določiti, lahko nad ali pod atmosferskim tlakom.

manometer
Manometer - naprava za merjenje tlaka nad atmosferskim tlakom. V praksi se najbolj uporabljajo mehanski vzmetni merilniki tlaka. Mehanski manometer zaradi posebnosti svoje naprave ne kaže absolutnega tlaka, temveč nadtlak, tj. količina, za katero je absolutni tlak večji od atmosferskega.

povratni ventil
Kontrolni ventil - element cevovoda, ki omogoča prehod tekočine samo v eno smer.

Vakuum (vakuum)
Vakuum je razlika med atmosferskim (barometričnim) in absolutnim tlakom, če je absolutni tlak manjši od atmosferskega:

,

Kjer je p vac redčenje; p je absolutni tlak; p atm - atmosferski tlak. Velikost vakuuma se meri z vakuumskimi merilniki.

Statična glava
Z revidiranjem cevovodno omrežje statična višina je energija na 1 N tekočine, ki jo je treba porabiti, da tekočina ostane nepremična v cevovodnem omrežju. Statični tlak najpreprostejšega cevovodnega omrežja se določi po formuli:

,

Kjer je H g - geometrijski tlak; P 2 - tlak v sprejemnem rezervoarju; P 1 - tlak v dovodnem rezervoarju.
Ni težko ugotoviti, da višji kot je tlak v sprejemnem rezervoarju, tj. rezervoar, kamor se črpa tekočina, mora biti večja statična višina za preprečevanje tega pritiska.

Skupni, statični in dinamični tlak

Ko se zrak giblje vzdolž eksploziva v katerem koli prerezu, ločimo 3 vrste tlaka:

statično,

dinamično,

Statični tlak določa potencialno energijo 1 m 3 zraka v obravnavanem odseku. Je enak pritisku na stene kanala. .

dinamični tlak- kinetična energija toka, povezana z 1 m 3 zraka.

- gostota zraka,

Hitrost zraka, m/s.

Polni pritisk enak vsoti statičnega in dinamičnega tlaka.

Običajno se uporablja vrednost presežnega tlaka, pri čemer se atmosferski tlak na sistemski ravni upošteva kot pogojna ničla. V izpustnih zračnih kanalih je skupni in statični nadtlak vedno "+", tj. tlak >. V sesalnih kanalih je skupni in statični nadtlak "-".

Merjenje tlaka v prezračevalnih kanalih

Tlak v eksplozivu se meri s pnevmometrično cevjo in nekaterimi merilno napravo: mikromanometer ali druga naprava.

Za puhalo:

statični tlak - cev statični tlak v rezervoar mikromanometra;

polni tlak - cev polni pritisk v rezervoar mikromanometra;

Za sesalni kanal:

statični tlak - cev za statični tlak do kapilare manometra;

polni tlak - cev za polni tlak do kapilare mikromanometra;

dinamični tlak - cev polnega tlaka do rezervoarja in statični tlak - do kapilare mikromanometra.

Sheme za merjenje tlaka v zračnih kanalih.

Vstopnica številka 10

Izguba tlaka v prezračevalnih sistemih

Pri gibanju vzdolž razstreliva zrak izgublja energijo za premagovanje različnih uporov, tj. pride do padca tlaka.

Izguba tlaka zaradi trenja

je koeficient trenja. Odvisno od načina gibanja tekočine skozi kanal.

Kinematična viskoznost, odvisna od temperature.

V laminarnem načinu:

med turbulentnim gibanjem je odvisna od hrapavosti površine cevi. Uporabljajo se različne formule in formula Altshul je splošno znana:

je absolutna ekvivalentna hrapavost materiala notranja površina zračni kanal, mm.

Za jekleno pločevino 0,1 mm; silikatne betonske plošče 1,5 mm; opeka 4 mm, omet na mreži 10 mm

Specifična izguba tlaka

Pri inženirskih izračunih se uporabljajo posebne tabele, ki dajejo vrednosti za okrogel kanal. Za zračne kanale iz drugih materialov je uveden korekcijski faktor in enak.