Общие закономерности сжатия газов.

pV=RT

pV (в степени n)=const

Для равновесных систем состав газа является определяющим. Если при известных его параметрах рассматриваются основные его состояния, для совершенных газов таким уравнением является уравнение Клайперона-Менделеева.

Показатель политрона pV (в степени n) зависит от отношения подведённого тепла dg к изменению внутренней энергии dU. Если система теплоизалирована то dg=0. В этом случаи имеется адиабатический процесс.

Если температура газа не изменяется показатель политропа равный единице и имеется изотермический процесс.

Система:

p/p(в степени k)=const

p/g=const

dg= dU+d(p/g)+d(W в квадрате/2)+dL(трения)*(U+p/g)=i – энтальпия

dg=0

di+d(Wв квадрате/2)=0

i+ Wв квадрате/2=i(n-ое)

i=Cp*T;

dg=i+d (Wв квадрате/2)+dh(трения)

Теплота dQ состоит из внешнего и внутреннего тепла: dg=dg(внешн)+dg(внутр)

Если всё тепло выделяется в результате сил трения и поглощается потоком dg= dL(трения), dg=i+d(Wв квадрате/2)

Во многих случаях внешний теплоприток =0

di+d(Wв квадрате/2)=0

Проинтегрируем последнее выражение: i+(Wв квадрате/2)=i(нулевое)=const

Для термоизолированного потока сумма энтальпии и удельной кинетической энергии есть величина постоянная.

 

 

Насосы.Класификация насосов.

Насо́с (разг. водяная помпа, колонка) — гидравлическая машина, преобразующая механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости, служащая для перемещения и создания напора жидкостей всех видов, механической смеси жидкости с твёрдыми и коллоидными веществами или сжиженных газов.

По назначению: масленые,топливные,водонапорные,кислотные итд.

По роду перекачиваемой жидкости: водяные,керосиновые,бензиновые.

По типу привода: паровые прямодействующие,приводные (поршень насоса плучает движение от того или иного двигателя,например КШМ),турбо насосы(приводится в действие от паровой или газовой турбины),электронасосы.

По конструкции: поршневые,шестерённые,пластинчатые,винтовые,центробежные.

 

Основные технические параметры насосов.

Основными параметрами являются: подача,напор,КПД,мощность,число оборотов,всасывающая способностьЮкавитационный запас,коэффициент быстроходности.

Подача(производительность насоса).Подачей насоса называется обёмное или весовое количество жидкости подоваемое в трубопровод за единицу времени.

Напор насоса-этопревращение удельной механической энергии жидкости которое ей сообщаетснасос,либо это высота столба жидкости на котору способен...

Всасывающая способность или высота всасывания насоса-это высота подъёма жидкости во всасывающем трубопроводе на которую она может подняться в результате создаваемого насосом разряжения.

 

 

Центробежные насосы.Устройство и принцип действия.

Центробежный насос — насос, в котором движение жидкости и необходимый напор создаются за счёт центробежной силы, возникающей при воздействии лопаток рабочего колеса на жидкость.

Состоит из:Вал рабочего колеса,рабочее колесо,спиральный корпус,уплотнение выхода вала из корпуса насоса,всасывающий патрубок,нагнетательный патрубок.

Жидкость залитая в насос перед его пуском при вращении рабочего колеса увлекается ллопатками и под действем центробежной силы,а так же сил Кариолиса движется от центра колеса к его переферии по каналам образованным лопатками и через спиральный корпус подаётся в нагнетательный трубопровод, в следствии этого во всасывающем патрубке создаётся разряжение под действием которого жидкость из резервуара подаётся в насос.

 

Рабочая (действительная) характеристика центробежного насоса

В характеристике центробежного насоса (рис. 2.8.) указано изменение напора Н, мощности N, потребляемой насосом, и КПД η в зависимости от подачи Q насоса при неизменной частоте вращения вала.

Режим работы насоса с наибольшим КПД называют оптимальным (Qопт). Область в пределах изменения подачи при небольшом снижении КПД (Q1, Q2) называют рабочей. Насос рекомендуется применять в пределах этих параметров.

Теоретический напор насоса (HТ∞) при бесконечном числе лопаток изменяется линейно в зависимости от изменения подачи. Действительно, с изменением подачи меняется только величина скорости сu2∞ прямо пропорциональная количеству жидкости, проходящей через каналы рабочего колеса. Таким образом, напор HТ∞ как функция от подачи представляется прямой линией (см. рис. 2.8.).

При переходе к реальному насосу напор уменьшается, что обусловлено потерями в связи с конечным числом лопаток (на рис. 2.8. заштрихованная зона 1), потерями напора в каналах насоса (зона 2), потерями на входе в колесо, переходе в отвод и в отводе (зона 3).

Напор насоса обычно наибольший при нулевой подаче на режиме, который называется режимом закрытой задвижки. У некоторых насосов наибольший напор не совпадает с нулевой подачей. Характеристика такого насоса показана на рис. 2.8. пунктиром. Здесь, в области малых подач, работа насоса будет неустойчивой, так как напор не определяет однозначно количество подаваемой жидкости (при одной и той же величине напора может быть подача большая и меньшая).

Нулевому напору насоса всегда соответствуют нулевой КПД и наибольшая подача насоса, так называемая работа насоса на излив, т. е. без преодоления полезных сопротивлений. Мощность, потребляемая насосом при нулевой подаче или нулевом напоре, не равна нулю, так как при этих режимах имеются потери на дисковое трение, рециркуляцию жидкости у входа и выхода из колеса, механические и объемные потери (утечка).

Запуск центробежного насоса производится в режиме закрытой задвижки, так как при этом наименьшая мощность потребляемая насосом, а следовательно и минимальный пусковой ток на обмотке электродвигателя.

 

Общий к.п.д. насоса

КПД насоса есть отношение полезной мощности к мощности, потребляемой насосом

(2.8)

Подобно тому, как это принято для лопастных насосов, для объемных насосов различают гидравлический , объемный и механический КПД, учитывающие три вида потерь энергии: гидравлические — потери напора (давления), объемные — потери на перетекание жидкости через зазоры, и механические — потери на трение в механизме насоса:

(2.9)

(2.10)

(2.11)

где — индикаторное давление, создаваемое в рабочей камере насоса и соответствующее теоретическому напору в лопастном насосе; — потери мощности на трение в механизме насоса; — индикаторная мощность, сообщаемая жидкости в рабочей камере и соответствующая гидравлической мощности в лопастных насосах.

Умножим и разделим уравнение (2.7.8) на и произведем перегруппировку множителей. Получим

(2.12)

т. е. КПД насоса (общий) равен произведению трех частных КПД — гидравлического, объемного и механического.

КПД поршневых насосов зависит от размеров насоса и его конструкции, рода подаваемой жидкости и главным образом от развиваемого им давления. При давлении до 10 МПа η=0,9-0,92; при давлении 30-40 МПа η=0,8-0,85; при этом снижении КПД с увеличением давления зависит не только от конструкции насоса, но и от модуля упругости подаваемой жидкости, который снижается благодаря пузырькам газов.

 

Характеристика трубопровода

Характеристикой трубопровода называется зависимость суммарной потери напора (или давления) в трубопроводе от расхода:

График уравнения простого трубопровода H=f(Q) носит название его гидравлической характеристики.

Вид гидравлической характеристики зависит от режима движения жидкости в трубопроводе: при ламинарном движении жидкости гидравлическая характеристика трубопровода - прямая линия, проходящая через начало координат (1). При турбулентном режиме гидравлическая характеристика - парабола (2).

 

Если на трубопроводе собранном из труб одинакового диаметра имеются местные сопротивления, то такой трубопровод можно привести к простому трубопроводу эквива длины: