Результат измерений заносят в таблицу.

№

Показание амперметра I (A)

Показания вольтметра V(V)

Па

Па

Па

Па

Па

Па

1-й

2-й

3-й

а

….

б

….

в

….

Записывают показания барометра и температуру воздуха .

Описание экспериментального стенда

Работу выполняют на стенде, схема которого приведена на рис.

Установка состоит из 2-х последовательно соединенных вентиляторов (1), приводимых в действии асинхронными двигателями (2). Для измерения скорости на входе в первый вентилятор смонтирован коллектор (3). Силу тока I и напряжения V измеряют с помощью цифровых амперметра (4) и вольтметра (5). На участке за гасителем пульсации (6) для регулирования подачи установлена повторная заслонка (7). С дифманометров (8) и (9) измеряют статическое давление на входе и выходе.

Обработка результатов опытов

1. По известному барометрическому давлению (мм.рт.ст.) и температуре воздуха вычисляют его плотность

 

2. Определяют значения входимых скоростей

(м/с)

где – коэффициент, учитывающий потери в коллекторе.

3. Находят подачу вентилятора режимах

где = - площадь сечения коллектора.

4. Статическое давление на входе

(Па)

5. Статическое давление на выходе

(Па)

6. Используя уравнения неразрывности, вычисляют скорости в выходном сечении

 

7. Определяют динамические давления на входе и выходе для всех режимов

(Па)

(Па)

8. Определяют полное давление

9. Вычисляют полезную мощность вентиляторов

(Вт)

10. Вычисляют мощность электродвигателя

(Вт)

11. Определяют мощность на валу вентиляторов

(Вт)

12. Вычисляют полный КПД вентиляторов

13. По заданному уравнению построить характеристику сети и определить рабочие параметры вентиляторов

Результаты вычислений для всех режимов заносят в таблицу.

Таблица вычислений

№

м/с

м³/с

Па

Па

м/с

Па

Па

Па

Вт

Вт

Вт

Представление результатов работы:

1. По экспериментальным точкам стоят характеристики , ,

2. Характеристики вентиляторов совмещают с характеристикой сети. Определяют параметры вентиляторов при работе на сеть.

3. Анализируют полученные результаты.

Контрольные вопросы

1. Какие варианты совместной работы вентиляторов вам известны?

2. В каких случаях возникает необходимость установки совместно работающих вентиляторов?

3. В каких случаях используется параллельное включение вентиляторов?

4. Постройте характеристики двух одинаковых последовательно включенных вентиляторов.

5. Укажите основное преимущества и недостатки последовательного включения вентиляторов.

 

Об’ємні гідромашини

Лабораторна робота а № 11

Експериментальне дослідження шестеренного насоса

Мета роботи - вивчити конструкцію і.роботу шестеренного насосу як одного з роторних насосів.

Загальні положення.

Роторні насоси належать до класу об'ємних. Головною особливітю цих машин є т.е, що рухомі елементи, котрі утворюють робочі камери здійснюють обертовий або обертовий і зворотно-поступальний рухи. З великої конструктивноі різноманітності роторних машин можна назвати чотири головних типи: зубчасті (шестеренні); пластинчасті (шиберні), поршневі і гвинтові.

В цій лабораторній роботі розглядаються лише шестеренні насоси. Як відзначалось у лабораторній'роботі № 3, частота обертання привода поршневого насоса обмежена тим, що рідина може відірватися від поршня; ця обставина змушує передбачати спеціальні пристрої, котрі знижують швидкість руху поршня.Роторні машини не мають цього недоліку і можуть- працювати з достатньо великими частотами обертання.

Як правило, ротор насоса безпосередньо зв'язаний з валом двигуна.

Роторні машини любого типу мають три основні робочі елементи: статор (корпус) - нерухомий елемент конструкції э прийомною і нагнітальною кхмерами; ротор що обертається, за допомогою вала двигуна; замикач (або замикачі),який служить для віддлення області- всмоктування від області нагнітання. В залежності від можливості змінювати робочий об'єм V, роторні машини діляться на регульовані і нерегульовані.

Під номінальним тиском Рном розуміють найбільший мок, а яким повинен працювати насос весь встановлений термін з незмінними параметрами в межах встановлених норм. Під номінальною частотою обертання Пном розуміють найбільшу частоту обертаний, при котрій насос повинен працювати весь встановлений термін з незмінними параметрами в межах встановлених норм.

Шестеренним зветься роторний насос з робочими камерами, утвореними поверхнями зубчастих коліс, корпуса і бокових кришок.Ці насоси із-за простоти виготовлення, надійності, малих габаритів і вартості мають широке розповсюдження. Їх конструктивна особливість у тому, що робочі органи мають лише обертовий рух. Насоси можуть бути з шестернями як зовнішнього, так і внутрішнього зачеплення. Схема шестеренного насоса зовнішнього зачеплення показана на рис. 5.1.

 

Рис. 5.1 - Принципова схема шестеренного насоса: 1 -ведуча шестерня з валом;

2 -ведена шестерня; 3 - кришка насоса; 4 – корпус, 5 – компенсатор з ущільнювачем

 

Робочими органами насоса е шестерні з евольвентним зачепленням. Одна з шестерен е ротором і зв'язана з ведучим валом, друга виконує роль замикача і обертається вхолосту. Зуб'я шестерен завжди знаходяться у контакті, що забезпечує розділення порожнин всмоктування і нагнітання, при обертанні шестерен зуб'я виходять із зачеплення і в порожнині створюється вакуум за рахунок того, що об'єм збільшується. Під дією атмосферного тиску рідина з прийомного резервуара заповнює звільнений об'єм і переноситеся вздовж стінок корпуса в западинах шестерен на сторону нагнітання. Коли зуб'я шестерен входять у зачеплення, робоча рідина витісняється і направляється в нагнітальну магістраль. Але якась частина рідини радіальними (між розточкою корпуса і зовнішнім діаметром шестерні) і торцевим (між торцями шестерен і кришками) зазорами знову повертається на сторону всмоктування. Ці перетічки знижують подачу насоса порівняно з ідеальною. На початку зачеплення може трапитися замикання (защемлення) якогось об'єму рідини в западинах. Це явище одержало назву компресії. При малих зазорах і щільному контакті між зуб'ямі тиск у замкнутому об'ємі різко зростає, що може привести до поломки машин. Щоб запобігти компресії, в насосі передбачені спеціальні канали, котрими рідина виводиться із замкненого об’єму. Робочий об'єм насоса з достатньою для практики точністю можна визначити за формулою

(5.1)

де b- ширина вінця шестерні; гг-\

m - модуль зачеплення;

Z - кількість зуб"їв.

(5.1) одержано з припущенням, що площа зуба і западини однакові.

Ідеальна подача насоса

(5.2)

-частота обертання, об/хв

Дійсна подача насоса

(5.3)

де - об'ємний ККД

Шестеринні машини належать до нерегульованих машин,бо величини, котрі входять у (5.1) є постійними.

Миттєва подача насоса має пульсуючи характер і є періодичною функцією з періодом .

Коефіцієнт пульсації

(5.4)

Де - кут зачеплений.

Із (5.4) виходить, що для зменшення пульсації необхідно збільшувати кількість зуб'їв шестерні.

Тиск, створений насосом, обчислюється аналогічно тиску поршневого насоса

(5.5)

Як і для будь-якої об'ємної машини, тиск шестеренного насоса залежить від опору системи,на яку працює насос. При надмірному зростанні тиску може статися перевантаження машини. Щоб уникнути цього явища, паралельно з насосом вмикають запобіжно-переливний клапан (рис.5.2).

Цей клапан є регулятором тиску. Простий клапан складається з кульки, котра притиснута до сідла пружиною. Знизу на кульку діє сила тиску робочої рідини. Коли ця сила перевищить силу натягу пружини,, то кулька відірветься від сідла, і якась частина рідини (або вона вся) повернеться до прийомного бака. На рис.5.3 показано приблизний вигляд характеристики насоса, що працює разом із запобіжно-переливним клапаном (характеристика насос-клапан). Крива АВ — характеристика насоса ВС- характеристика клапана.

Тиск у точці В (Ркл) відповідає тиску в системі, при якому клапан починає працювати (кулька відривається від сідла)

Якщо тиск у системі досягав Рн (тиск настроювання), то клапан відкриється повністю, і вся рідина повернеться в бак. Крива ЕМ- характеристика мережі, і - робоча точка (точка перетину характеристик ки мережі і характеристики -насос-клапан). Оскільки характеристика мережі перетинав характеристику клапана (Р1>Р1),то він трохи відкритий, і частина рідини повертається в бак.

При положенні, показаному на рис 5.3, маємо:

подача насоса - абсциса ОА, з цієї подачі в мережу надходить витрата Q, а черев клапан повертається в бак витрата Qм – Q1.

Запобіжно-переливний клапан може бути вмонтований у насос і як його невід’ємна частина. Частіше він і конується як окремий апарат.

Корисну потужність насоса або потужність,котру насос передає потоку рідини, обчислюють за (4.13), повний ККД насоса обчислюють за (4.14).

 

Рис.5.2 Схема підключення запобіжно-переливного клапана:

1- Насос, 2- запобіжно-переливний клапан

 

Рис. 5.3. Графік роботи на систему насоса з запобіжно-переливним клапаном

Для очистки масла на всмоктувальній лінії насоса встановлено фільтр б. Подачу масла вимірюють діафрагмою 3, що підключена до стандартного дифманометра типу ДМ. Вторинним е показуючий і самопишучий прилад ДТ диференційно-трансформаторного типу. Шкала приладу відсоткова.

Подача насоса.

(5.6)

де Ka-коефіцієнт приладу;

Пw- кількість поділок шкали приладу.

Потужність, що споживається електродвигуном, вимірюють переносним комплектом К-60 (див. лаб.роботу № 3)'

Параметри насосам

кількість зуб'їв шестерні -10 шт.

ширина шестерні b -16 мм;

модуль зачеплення m -4 мм.

 

Порядок проведення роботи

5.3.1. Включають у роботу насос при закритому дроселі 2, записують покази манометра вакуумметра і витратоміра. Переключають Фази на комплекті К-50 і записують покажи ватметра (Na,Nb,Nc).

5.3.2 Замірять ті ж самі параметри при повністю відкритому дроселі..

5.3.3 Поділивши інтервалал показів манометра (пп. 5.3.1-і 5.3.2) на 4-5 рівні частини, записують порізи всіх приладів.

Одержані дані заносять у таблицю спостережень (табл.5.1).

Таблиця 5.1

Таблиця спостережень

 

Обробка результатїв

5.4.1. За (5.2) обчислюють ідеальну, подачу насоса.

5.4.2-, За (5.6) обчислюють, дійсну подачу насоса.

5.4.3 За (5.5) обчислюють тиск, створений насосом

5.4.4 -Використовуюча (4. 17), обчислюють алектричму потужність

5.4.5. Розраховують потужність насоса (потужність - на ваду)

Де - 0.25- ККД електродвигунь.

5.4.6. обчислюють корисну потужність

де Р – тиск, створений насосом. Па;

Q -подача насоса м³/с

5.4.7. Розраховують ККД насоса

5.4.8.Використовуючи (5.3) обчислюють об’ємний ККД насоса і результати заносять в табл. 5.2

Таблиця 5.2

Таблиця розрахунків

 

 

Подання результатів роботи

За даними таблиці розрахунки (табл. 5.2) на міліметрівці креслять характеристики насоса. Аналізують одержані результат і. роблять висновки по роботі

Питання для самоконтролю

1)Що собою являють роторні насоси? Які переваги мають роторні насоси перед іншими?

2)Що собою являють шестеренні насоси?

З)Назвіть основні деталі роторного насоса та іх призначення

4) Що розуміють під номінальним-тиском і номінальною частотою обертання?

5) Як виникає компресія в шестеренному насосі? Методи боротьби з цим

6) Чи є миттєва подача шестеренного насоса рівномірною? Дайте пояснення.

7) Що називають запобіжно – переливним клапаном? Як працює цей пристрій?

8) Як можна підрахувати робочий об’єм шестеренного насоса?

Яке припущення лежить в основі виводу формули для робочого об’єму?