Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Тема: Основные характеристики насоса.



АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

 

 

Рассмотрено на заседании цикловой комиссии ОТД и специальности 21.02.03 «____» ______________2016г   Утверждено председатель ОТД и специальности 21.02.03 _____________(Е.В. Соловьева) «_______» __________ 2016г  

 

Методические указания

Для выполнения

Практических работ

 

по МДК.01.01

«Эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ: обслуживание и диагностика»

 

 

Специальность: 21.02.03.

 

Форма обучения: очная

 

 

Г.


Практическая работа № 1

Тема: Основные характеристики насоса.

Цель: Актуализация знаний по основным характеристикам насоса

Общие сведения:

Производительность или подача, Q (от долей до десятков, тыс. м3/ч)-кол-во жидкости, проходящей через насос в единицу времени.

Напор насоса – полное приращение удельной механической энергии создаваемое насосом.

Дж/кг

Напор жидкости – полный запас удельной механической энергии в данной точке.

В гравитационных условиях вблизи поверхности земли.

Напор – давление жидкости, выражаемое высотой столба жидкости.

hп = H – (p2-p1)/(ρ ·g) – Hг

Мо́ щность — физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Частный случай мощности при вращательном движении:

M — момент силы, ω — угловая скорость, — число пи, n — частота вращения (число оборотов в минуту, об/мин).

 

Полезная мощность Nп(Вт) - мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкости (Nп = рgQH/1000; практически от 0, 1 до неск. МВт).

Мощность на валу N(Вт) - подводимая от двигателя или потребляемая насосом мощность; N = Nп+Δ N, где Δ N-потери мощности на преодоление гидравлич. сопротивлений, внутр. протечки жидкости через зазоры и уплотнения и на трение.

 

КПД

Коэффицие́ нт поле́ зного де́ йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η («эта»). η = Wпол/Wcyм. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. Математически определение КПД может быть записано в виде:

где А — полезная работа, а Q — затраченная работа.

η -отношение Nп/N (на практике η = 0, 6-0, 9, но бывает 0, 2-0, 5 и даже 0, 1-0, 25).

 

Кавитационный запас. Допустимый кавитационный запас - это минимальный напор при котором не проявляется явление кавитации и обеспечивается работа насоса без изменения основных технических показателей. Напор при котором начинает проявляться кавитация называется критическим кавитационным запасом.

Задание

Трехпоршневой насос перекачивет жидкость с плотностью … кг/м3 из открытой емкости в сосуд под давлением … бара с расходом …м3/час. Геометрическая высота подъема жидкости составляет … метра. Полезная мощность, расходуемая на перекачивание жидкости, составляет … кВт. Необходимо найти величину потери напора.

Решение:

 

Параметр Вариант
ρ
Р 1, 6 1, 8 1, 4 1, 1 0, 8 2, 2 2, 5 1, 9 1, 4 2, 1 1, 7 1, 5 2, 4
Q 2, 2 2, 6 2, 4 1, 8 1, 7 1, 4 2, 6 2, 8 3, 1 2, 5 1, 9 2, 7 2, 3 2, 1 2, 9
Hг 3, 2 3, 4 3, 1 3, 3 3, 5 3, 6 3, 1 3, 2 3, 2 3, 3 3, 5 3, 4 2, 9
NП 3, 9 4, 2 4, 5 3, 9

 

 


 

Практическая работа №2

Тема: Кавитация. Борьба с кавитацией.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1. Убедится на практике в существовании явления кавитации в центробежном насосе и уяснить причины ее возникновения.

2. Освоить методику кавитационных испытаний центробежного насоса.

3. Получить в результате испытаний кавитационную характеристику насоса.

4. Изучить методы борьбы с кавитацией.

Теоретические сведения.

Кавитацией называется нарушение сплошности потока жидкости, обусловленное появлением в ней пузырьков или полостей, наполненных паром и газом. Кавитация возникает, когда абсолютное давление в потоке падает до давления насыщенных паров жидкости при данной температуре. При этом из жидкости интенсивно выделяются пузырьки, заполненные парами жидкости и растворенными в ней газами (жидкость закипает). Обычно выделение газа из жидкости незначительно и не оказывает существенного влияния на технические параметры работы насосов, поэтому кавитацию называют паровой. В дальнейшем под термином кавитация будем подразумевать паровую кавитацию.

Выделяющиеся из жидкости в местах пониженного давления пузырьки, заполненные паром, уносятся потоком и, попадая в область с повышенным давлением, конденсируются. При этом частицы жидкости, окружающие пузырьки пара, с весьма большими скоростями устремляются в пространство, занимаемое ранее паром. Происходит столкновение частиц жидкости, сопровождающееся мгновенным местным повышением давления, достигающим сотен и даже тысяч атмосфер. Если конденсация происходит у стенок каналов насоса, то материал стенок быстро разрушается. Причем в первую очередь разрушаются те места, в которых имеются микроскопические трещины на поверхности стенок.

Рисунок 1. Разрушение рабочих колес вследствие кавитации

Например, из чугуна, прежде всего, выбиваются графитовые включения, а затем жидкость, действуя как клин, еще более интенсивно разрушает материал стенок, образуя на их поверхности значительные раковины.

Кроме того, материал стенок подвергается разрушению от химического воздействия воздуха богатого кислородом, и различных газов, выделяющихся из жидкости. Описанный процесс разрушения стенок каналов называется эрозией и является очень опасным следствием кавитации. Разрушения рабочих колес вследствие кавитации приведены на рисунок 1.

Внешним проявлением кавитации является наличие шума, вибрации, падение напора, подачи, мощности и КПД. Очевидно, что работа насоса в кавитационном режиме недопустима.

Возникновение и характер кавитационных явлений определяются кавитационным запасом Dh – превышением удельной энергии жидкости при входе в насос над удельной энергией её насыщенных паров

(1)

где р, u – абсолютное давление и скорость на входе в насос; рнп – давление насыщенных паров жидкости на входе в насос, зависящее от рода жидкости и её температуры. Для воды и бензина рнпв кПа приведены в табл. 1.

Таблица 1

t, оC
Вода Бензин Б-70 0.32 1.21 1.69 2.34 16.3 4.24 7.37 33.2 20.2 55.8 48.2 103.3 103.3

 

Начальная стадия кавитации определяется критическим кавитационным запасом Dhкр – кавитационным запасом, при котором в насосе наблюдается падение напора на 2 % на частной кавитационной характе-ристике (Н= f (DН)) или на 1 м при напоре насоса более 50 м.

Величину критического кавитационного запаса Dhкр можно определить при кавитационных испытаниях насоса по частной кавитационной характеристике или по формуле С. С. Руднева:

(2)

где n – частота вращения, об/мин; Q – подача насоса, м3 /с; С – кавитационный коэффициент быстроходности, величина которого зависит от конструктивных особенностей насоса и равна: 600–800 – для тихоходных насосов; 800–1000 – для нормальных, насосов; 1000–1200 – для быстроходных насосов.

Работа насоса без изменения основных технических показателей, т. е. без кавитации, определяется допускаемым кавитационным запасом Dhдоп, вычисляемым по формуле:

(3)

где А – коэффициент кавитационного запаса A = f (Dhкр) (А = 1, 05–1, 3).

Графическая зависимость допускаемого кавитационного запаса от подачи в рабочем интервале подач Dhдоп= f (Q) называется кавитационной характеристикой насоса (см рис 2.9 и 2.12). Её получают при кавитационных испытаниях насоса по частным кавитационным характеристикам.

Частная кавитационная характеристика это зависимость напора насоса от кавитационного запаса при постоянной частоте вращения, подаче и температуре жидкости, H= f (Dh) (рис. 2.5)

При испытаниях насоса кавитационный запас определяется по формуле:

(4)

где pа, pв – показания барометра и вакуумметра.

Полученные опытным путем значения Dhoп приводятся к номинальной частоте вращения nн по формуле:

(5)

и строится частная кавитационная характеристика насоса (см. рисунок 3)

 

Рисунок 2. Кавитационная характеристика насоса Рисунок 3. Частные кавитационные характеристики насоса.

 

По каждой частной кавитационной характеристике находим Dhкр и Q, а затем Dhдоп (по формуле 3). По значениям Dhдоп и Q1 строим кавитационную характеристику Dhдоп= f (Q) (см. рисунок 2). Контроль работы насоса при его эксплуатации производится по показаниям вакуумметра, установленного на входе в насос.

Связь кавитационного запаса с вакуумом можно найти из выражения

Подставив в него значение абсолютного давления p из формулы (1).

(6)

По аналогии с (6) можно записать выражения для критического и допускаемого вакуума.

Критический вакуум:

(7)

Допускаемый вакуум

(8)

Употребляется также понятие вакуумметрической высоты всасывания Нв, которая связана с вакуумом зависимостью:

или (9)

Вакуум на входе в насос зависит от расположения насоса по отношению к свободной поверхности жидкости в приемном резервуаре геометрической высоты всасывания Hвс, режима работы насосов и других факторов.

Такая зависимость находится с помощью уравнения Бернулли:

(10)

где hвс – потери насоса во всасывающем трубопроводе.

Максимальная (критическая) высота всасывания, т. е. высота, при которой начинается кавитация, вычисляется по формуле:

или (11)

Допускаемая высота всасывания Hвс, т. е. высота при которой обеспечивается бескавитационная работа насоса, равна:

или (12)

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ

Установка с замкнутой схемой циркуляции жидкости (рисунок 4) включает в себя: испытуемый центробежный насос 1, бак 3, всасывающий 2 и нагнетательный 6 трубопроводы, задвижку 5, вакуумный насос 4, контрольно-измерительную аппаратуру (манометр 9 и вакууметр 8, диафрагму с подключенным к ней дифференциальным манометром 7, ваттметр 10 и тахометр 11).

 

Рисунок 4. Схема установки для кавитационных испытаний насоса.

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ОБРАБОТКА РАСЧЕТНЫХ
ДАННЫХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТНЫХ КАВИТАЦИОННЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК

 

Частные кавитационные характеристики H = f (Dh) следует получить для минимальной, номинальной и максимальной подач насоса.

С этой целью необходимо:

1. Включить насос 1 и обеспечить заданную подачу задвижкой 5.

2. Уменьшать ступенчато давление на входе в насос, включением вакуумного насоса 4, начиная с давления, заведомо исключающего кавитацию, и заканчивая при резком падении напора, обеспечивая при этом Qi = const и снимая на каждой ступени показания манометра 9, вакуумметра 8, дифманометра 7 и тахометра 11. Результаты измерений записать в табл. 2.3.

3. Вычислить параметры, необходимые для построения частной кавитационной характеристики: напор насоса Н – по формуле

;

где – показания манометра и вакуумметра, расположенных соответственно на напорном и всасывающем патрубках насоса, Па; – превышение оси вращения стрелки манометра над точкой подключения вакуумметра, м; – средние скорости движения жидкости в напорном и всасывающем трубопроводах, м/с.

Подачу насоса Q – по формуле (2.9); кавитационный запас Dhоп по формуле (4).

Если в опытах частота вращения nоп отличается от номинальной nн более чем на 0, 5 %, кавитационный запас Dhоп необходимо привести к nн по формуле (5). Если же nоп отличается от nн менее чем на 0, 5 %, принять Dh = Dhоп.

4. Результаты вычислений записать в табл. 2 и построить по ним частные кавитациопные характеристики (см. рисунок 3).

Таблица 2

Измеряемые параметры Рассчитываемые параметры
pa, Па pм, Па рв, Па h, мм. рт. ст nоп, об/мин H, м Q л/с u, м/с Dhоп, м Dh, м

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И ОБРАБОТКА ОПЫТНЫХ
ДАННЫХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КАВИТАЦИОННОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Для получения кавитационной характеристики Dhдоп= f (Q) необходимо:

1. По каждой частной кавитационной характеристике Hi = f (Dh) определить допускаемый кавитационный запас Dhдоп= АDhкр, предварительно определив критический кавитационный запас Dhкр по падению напора на 2 % на кривой Hi = f (Dh) и коэффициент кавитационного запаса A = f (Dhкр) из табл. 3.

Таблица 3

hкр, м 0–2.5 ³ 14
А 1.3 1.25 1.2 1.13 1.1 1.09 1.08 1.07 1.06

 

2. Результаты расчетов свести в таблицу 4 и построить по данным этой таблицы кавитационную характеристику Dhдоп= f (Q) (см. рисунок 2).

Таблица 4

 

Q, л/с Dhкр, м А Dhдоп, м
Qmin Qн Qmax Dhкр1 Dhкр2 Dhкр3 А1 А2 А3 Dhдоп1 Dhдоп2 Dhдоп3

3. Перечислите меры борьбы с кавитацией.


 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое кавитация, каковы её внешние признаки?

2. Что называется кавитационным запасом Dh и как его определить при испытаниях?

3. Что называется критическим кавитационным запасом Dhкр?

4. Что называется допускаемым кавитационным запасом Dhдоп?

5. Формула Руднева для определения критического кавитационного запаса?

6. Что такое высота всасывания и как она связана с кавитацией?

7. Что называется кавитационной характеристикой и как она изображается графически?

8. Что называется частной кавитационной характеристикой и как её получить при испытаниях?

9. Порядок работы при снятии частной кавитационной характеристики?

10. Как получают кавитационную характеристику центробежного насоса?

 


 

Практическая работа №3

Теоретические сведения.

Жидкость подходит в осевом направлении с некоторой скоростью с0 к центральной части рабочего колеса насоса. У вхо­да в канал лопатки рабочего колеса изменяют осевое направление струи на радиальное, и скорость с0 возрастает до скорости с1. В канале рабочего колеса происходит дальнейшее по­вышение скорости до значения с2.

Частица жидкости, двигаясь в канале рабочего колеса, совершает сложное движение. Она вращается вместе с колесом с окружной скоростью и и одновременно двигается относительно рабочего колеса со скоростью w. Таким образом, скорость движения частицы –

это результат сложения по правилу паралле­лограмма окружной и относительной w скоростей. На рис. показаны параллелограммы скоростей на входе и на выходе из канала рабочего колеса.

Для того чтобы колесо работало с высоким к. п. д., выбирают соответствующие значения углов входа (β 1) и выхода (β 2).

Основное уравнение центробежного насоса, связывающее напор, развиваемый рабочим колесом, со скоростями, имеет вид:

В этом уравнении:

- гидравлический к.п.д., изменяется в пределах от 0, 85-0, 95;

К - коэффициент, зависящий от числа лопаток рабочего колеса;

g - ускорение свободного падения g=9, 81 м/с2.

Остальные обозначения объяснены на рис. 1.

Лопатки рабочего колеса центробежного насоса делают отогнутыми назад (в сторону, противоположную направлению вращения). При лопатках, отогнутых назад, каналы рабочего колеса расширяются более плавно и менее искривлены, чем каналы других профилей, что приводит к снижению гидравлических по­терь внутри центробежного насоса и благоприятно отражается на к. п. д.

Теоретическую производительность центробежного насоса определяют по формуле

Большое значение для нормальной работы центробежных насосов имеет высота всасывания. Различают геодезическую (или геометрическую) высоту всасывания и вакуумметрическую высоту всасывания.

Задание.

1. Начертить рабочее колесо ЦБН.

2. На чертеже указать движение жидкости в колесе.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1. Как классифицируются центробежные насосы?

2. Объясните устройство и принцип действия центробежных насосов.

3. Какими параметрами характеризуется работа центробежного насоса?

4. Как определяется полный напор, развиваемый насосом?

5. Приведите расчетную формулу мощности на валу насоса.

6. Что такое рабочая и универсальная характеристики центробежного насоса?

 


 

Практическая работа №4

Пример.

Необходимо рассчитать напор, расход и полезную мощность центробежного насоса, перекачивающего жидкость (маловязкая) с плотностью 1020 кг/м3 из резервуара с избыточным давлением 1, 2 МПа резервуар с избыточным давлением 2, 5 МПа по заданному трубопроводу с диаметром трубы 20 см. Общая длина трубопровода (суммарно с эквивалентной длинной местных сопротивлений) составляет 78 метров (принять коэффициент трения равным 0, 032). Разность высот резервуаров составляет 8 метров.

Решение:

Для маловязких сред выбираем оптимальную скорость движения в трубопроводе равной 2 м/с. Рассчитаем расход жидкости через заданный трубопровод:

Q = (π ·d² ) / 4·w = (3, 14·0, 2² ) / 4·2 = 0, 0628 м³ /с

Скоростной напор в трубе:

w² /(2·g) = 2² /(2·9, 81) = 0, 204 м

При соответствующем скоростном напоре потери на трение местные сопротивления составят:

HТ = (λ ·l)/dэ · [w² /(2g)] = (0, 032·78)/0, 2 · 0, 204 = 2, 54 м

Общий напор составит:

H = (p2-p1)/(ρ ·g) + Hг + hп = ((2, 5-1, 2)·105)/(1020·9, 81) + 8 + 2, 54 = 23, 53 м

Остается определить полезную мощность:

NП = ρ ·g·Q·H = 1020·9, 81·0, 0628·23, 53 = 14786 Вт


 

 

Параметр Вариант
ρ, кг/м3
Р1, МПа 1, 0 1, 25 1, 2 1, 2 1, 25
Р2, МПА 2, 0 2, 5 2, 5 2, 5
d, мм
l, м

 


 

Лабораторная работа №1

Теоретические сведения

Расходом (подачей) Q называется количество жидкости, протекающей через площадь сечения потока в единицу времени. Расход измеряется:

- в единицах объема м3 – объемный расход;

- в весовых единицах кг/с – массовый расход;

- в весовых единицах кг м/с3весовой расход.

Давление насоса P – это разность давлений на выходе из насоса Pн и входе Pв в насос, измеряется в Па или ата.

Мощность насоса N – мощность, потребляемая насосом, Вт.

КПД насоса η – отношение полезной мощности к мощности насоса. Где полезная мощность – мощность, сообщаемая насосом подаваемой жидкости.

Напор насоса Н – величина определяемая зависимостью, м

Зависимости между основными параметрами насоса для различных режимов работы принято представлять графически в виде характеристик.

Характеристиками центробежных насосов называют – графические зависимости параметров: напора Н, мощности N, КПД η от подачи Q при постоянной частоте вращения ротора n и неизменных значениях плотности и вязкости жидкости: Н(Q), N(Q), η (Q)

Ход работы:

1. Заполнить таблицу

 


 

Лабораторная работа № 2

Лабораторная работа №3

Практическая работа №5

Теоретические сведения.

1. Спиральный корпус (улитка), включая всасывающий и нагнетательный патрубок, в классическом исполнении (всасывающий патрубок – расположен горизонтально, нагнетательный – вертикально)
2. Рабочее колесо
3. Узел уплотнения вала
4. Вал
5. Лабиринтное уплотнение масляной камеры подшипников
6. Подшипниковая опора
7. Разгружающая вал несущая опора
8. Глазок-уровнемер для контроля уровня масла в камере подшипникового узла

а - открытого типа;

б - полузакрытого типа;

в - закрытого типа;

г - рабочее колесо закрытого типа с двусторонним входом;

1 - втулка; 2 - лопатка; 3 - несущий диск; 4 - покрывающий диск.

 

1 - рабочая камера; 2 - рабочее колесо; 3 - направляющий аппарат; 4 - вал;

5 - лопатка рабочего колеса;

6 - лопатка направляющего аппарата; 7 - нагнетательный патрубок;

8 - подшипник; 9 - корпус насоса (опорная стойка);

10 - гидравлическое торцовое уплотнение вала (сальник);

11 - всасывающий патрубок.

Задание

1. Описать назначение каждого узла.

2. Начертить лопатки и описать влияние формы лопаток на характеристики ЦБН.

Контрольные вопросы.

1. Достоинств и недостатки ЦБН.

2. Влияние формы лопаток на работу насоса.

 


 

Практическая работа №6

Задание.

1. Составить классификацию поршневых насосов. (таблицей, диаграммой).

2. Описать конструкцию и принцип действия насоса.

- по вариантам.


 

Практическая работа № 7

Практическая работа №8

Теоретические сведения.

Двойные торцевые уплотнения

Существуют задачи, где от насоса требуется полная герметичность, даже малейшие утечки недопустимы. В этом случае можно воспользоваться, насосами с магнитной муфтой, но те могут иметь ограничения, которые заставят все же использовать механические уплотнения. Например, насосы с магнитной муфтой крайне плохо относятся к присутствию в перекачиваемой среде твердых частиц.

Чтобы исключить протечки (пусть и небольшие) при использовании торцевых уплотнений на валу устанавливают два уплотнения одновременно. При этом между уплотнениями находится камера с затворной жидкостью. Затворная жидкость обеспечивает смазку, промывку и охлаждение уплотнений, а также полностью исключает шанс попадания перекачиваемой среды наружу. В качестве затворной жидкости используется вода, глицерин или другие жидкости, не вступающие во взаимодействие с перекачиваемой средой. Существует 2 основных варианта расположения сдвоенных уплотнений:

• Тандем

• Спина к спине

Рисунок 4. Варианты расположения на валу двойного торцевого уплотнения. Стрелками показано направление течения затворной жидкости.

Разберем преимущества и недостатки каждой из схем. Вариант " Спина к спине" распространен чуть больше. При нем давление затворной жидкости должно быть на 1-2 бара больше давления перекачиваемой жидкости. Это может быть достигнуто при помощи специального сосуда, дозировочного насоса или гидроуситилеля. Такого рода уплотнение хорошо тем, что зазор между вращаемым и неподвижным кольцами заполнен затворной жидкостью, следовательно туда не могут попасть твердые частицы и грязь, присутствующие в перекачиваемой среде. Это резко повышает срок службы уплотнения по сравнению со схемой " Тандем".

При схеме уплотнения " Тандем" затворная жидкость имеет давление меньшее, чем перекачиваемая жидкость. В случае разгерметизации уплотнения перекачиваемая жидкость попадет в затворную, а не наоборот. Это может иметь существенное значение для ряда применений, когда недопустимо попадание в напорную линию посторонней жидкости. Кроме того, здесь меньше придется возиться с системой контроля давления затворной жидкости, что тоже может быть важно в определенной ситуации.

Прочие элементы уплотнений

Пружины и металлические сильфоны изготавливаются из нержавеющей стали или специальных сплавов, обладающих повышенной устойчивостью к коррозии. Популярна в использовании группа сплавов под общим названием Хастеллой, в чей состав обязательно входит никель. Кроме него в состав могут входить молибден, хром, железо, медь, титан, марганец и другие металлы. Хастеллой ощутимо дороже нержавеющей стали, но его применение необходимо, например, в насосах, предназначеннных для работы с концентрированными кислотами и щелочами.

Прочие элементы уплотнений (держатели, болты, направляющие) могут быть изготовлены из металлов или жестких полимеров в зависимости от назначения насоса.

Задание

1. Изучить теоретическую часть.

2. Дать обоснование в применении уплотнении в ЦБН.

3. Начертить схемы контактных уплотнений.


 

Практическая работа №9

Теоретические сведения

Бесконтактным уплотнением называется устройство, уплотняющее действие которого основано на потерях энергии при движении среды в зазорах и расширительных камерах, образуемых между движущимися и неподвижными деталями уплотнения, которые не соприкасаются между собой. Протекающие через зазоры жидкость или газ подвергаются дросселированию, теэяют скорость и давление, причем конечная утечка среды кожет быть сделана практически приемлемой для заданных требований технологии, если увеличить длину зазоров, или может быть вовсе прекращена запирающим противодавлением.  

Развитие бесконтактных уплотнений вызвано недостатками контактных уплотнений: значительным износом трущихся частей, потерями энергии на трение, трудностями отвода тепла трения из зоны уплотнения, необходимостью постоянного наблюдения за состоянием уплотнений в процессе их эксплуатации. Некоторые из этих недостатков устраняются ( или их действие становится меньшим) в бесконтактных уплотнениях.  

Развитие бесконтактных уплотнений вызвано недостатками контактных уплотнений: значительным износом трущихся частей, потерями энергии на трение, трудностями отвода тепла трения 13 зоны уплотнения, необходимостью постоянного наблюдения за состоянием уплотнений в процессе их эксплуатации. Некоторые из этих недостатков устраняются ( или их действие становится меньшим) в бесконтактных уплотнениях.  

Развитие бесконтактных уплотнений вызвано недостатками контактных уплотнений: значительным износом трущихся частей, потерями энергии на трение, трудностями отвода тепла трения из зоны уплотнения, необходимостью постоянного наблюдения за состоянием уплотнений в процессе их эксплуатации. Некоторые из этих недостатков устраняются ( или их действие становится меньшим) в бесконтактных уплотнениях.

Для бесконтактных уплотнений кривые распределения p ( Q) симметричны. Для уплотнений остальных групп характерны несимметричные кривые р ( Q) с максимумом, смещенным к нижнему пределу. Такая закономерность является результатом стремления добиться при изготовлении продукции минимума утечек после монтажа и отладки уплотнений. Изделия с утечками свыше допускаемых при приемо-сда-точных испытаниях бракуют и направляют на доработку.  

Для бесконтактных уплотнений характерно наличие зазоров, которые в процессе работы частично или целиком заполнены герметизируемой средой.  

Работа бесконтактных уплотнений динамического действия связана с давлением в системе, создаваемым винтовой поверхностью вращающегося вала, и вихревым эффектом, возникающим при взаимодействии потока жидкости с неподвижной поверхностью втулки.

К бесконтактным уплотнениям центробежных насосов относятся щелевые, лабиринтные, динамические. Устройство этих уплотнений по сравнению с контактными проще, в работе они надежнее, поэтому их чаще применяют в качестве внутренних уплотнений для разделения полостей, имеющих разное давление. Постоянное наблюдение за их работой ( утечками) пока невозможно.

В бесконтактных уплотнениях между уплотняемыми поверхностями имеется значительный зазор и герметизация осуществляется жидким, газообразным или композиционным уплотнителем, заполняющим зазор. Обычно уплотнителем является жидкая или газообразная рабочая среда. Бесконтактные уплотнения применяют преимущественно в подвижных соединениях с целью уменьшения давления, потерь на трение и изнашивание основного уплотнения. В неподвижных и малоподвижных соединениях применяют гидрозатворы.

Область применения бесконтактных уплотнений не ограничивается относительной скоростью движения их деталей, и чем выше скорость вращения вала, тем больше запирающее давление и меньше утечки продукта. Поэтому их применение целесообразно для уплотнения валов быстроходных машин и агрегатов, например турбокомпрессоров, газодувок. Бесконтактные уплотнения обладают значительной демпфирующей способностью, позволяющей уменьшить радиальные и осевые вибрации. Это увеличивает их ресурс и облегчает обслуживание. Недостатком бесконтактных уплотнений является утечки продукта при прекращении вращения вала, что ограничивает их применение для взрывоопасных и токсичных веществ. Этот недостаток может быть устранен комбинированием бесконтактных уплотнений с уплотнениями контактного типа.  

Бесконтактные уплотнения щелевого типа наиболее просты и надежны в работе. Их применяют для уплотнения рабочих колес со стороны всасывания, а также в качестве межступенчатых уплотнений для разгрузки концевых уплотнений. Практически в любом центробежном насосе встречаются щелевые уплотнения. Чаще всего их применяют в уплотнениях рабочих колес.

 

Задание.

1. Изучить теоретическую часть.

2. Начертить схемы уплотнений.

3.Ответить на контрольные вопросы

Контрольные вопросы

1. Какие элементы входят в структурную схему совершенных и несовершенных уплотнений?

2. Приведите простейший пример контактного совершенного уплотнения.

3. Какой из структурных элементов отсутствует в конструкции поршневых колец?

4. В чем состоит конструктивная особенность бесконтактных уплотнений?

5.Какие конструктивные виды диафрагм (мембран) используют для создания разделительных уплотнений?


 

Практическая работа №10

Теоретическая часть.

КОМБИНИРОВАННЫЕ УПЛОТНЕНИЯ

Создание современных уплотнительных систем на валу ТНА немыс­лимо без комбинационного применения отдельных видов или типов уплот­нений. Даже такое простое уплотнение как манжетное, применяемое само­стоятельно, не ставится без дренажа, перепуска или системы автоматичес­кого регулирования удельного давления контакта манжеты на поверхность вала. Как правило, ни одно из известных уплотнений не обеспечивает пол­ную герметизацию полостей ТНА, работающего по сложной циклограмме с множеством пусков и длительными остановами. В связи с этим появляют­ся конструкции с различными по принципу действия уплотнениями, выпол­няющими только определенную роль. Взаимодействие входящих в комби­нацию элементов и уплотнений обеспечивает повышенную надежность узла в целом. Описать все комбинации уплотнений весьма затруднительно из-за большого их количества и выбор каждого определяется задачами и парамет­рами насосного агрегата, а также его гидравлического тракта, связанного с проточной частью насоса.


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-11; Просмотров: 1339; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.237 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь