5.3. Подача поршневых насосов

5.3.1. Теоретическая и действительная подача насосов

Теоретическая подача однопоршневых насосов определяется по формуле:

- для насосов одностороннего действия:

Q_m = F  S  n ; (5.1)

- для насосов двухстороннего действия:

Q_m = (2  F - f)  S  n , (5.2)

где F - площадь сечения цилиндра, м²;

f - площадь поперечного сечения штока, м²;

S - ход поршня, м;

S = 2  r, (5.3)

r - радиус кривошипа, м;

n - число оборотов вала кривошипа, об/с.

Формулы (5.1) и (5.2) являются базовыми для оп­ределения теоретической подачи двух-, трех- и i - порш­невых насосов:

- для многопоршневых насосов одностороннего действия:

Q_m = i  F  S  n ; (5.4)

- для многопоршневых насосов двухстороннего действия:

Q_m = i  (2  F - f)  S  n . (5.5)

Действительная подача i- поршневого насоса составит:

- для насоса одностороннего действия:

Q_д = i  F  S  n  _об ; (5.6)

- для насоса двухстороннего действия:

Q_д = i  (2  F - f)  S  n  _об , (5.7)

где i - кратность, т.е. количество поршней насоса;

_об - объемный КПД, учитывающий утечки и перетекание жидкости в зависимости от плотности прилегания клапанов, вре­мени их закрытия и открытия, уплотнения поршня (плотности прилегания поршневых колец к стенкам цилиндра) и штока;

_об = Q_д / Q_m = (Q_m - Q_ут)/Q_т , (5.8)

где Q_ут - величина расхода утечек и перетекания жидко­сти, м³/с.

Так как привод поршневых насосов кривошипно-шатунный, то скорость движения поршня и подача Q изме­няются по синусоидальному закону (Error: Reference source not found).

Площадь синусоиды равна объему жидкости V, по­данной насосом за один ход поршня:

V = F  S . (5.9)

Наибольшую неравномерность подачи Q имеют однопоршневые насосы одностороннего действия, потому что при ходе поршня назад не производится подача жидко­сти в нагнетательный трубопровод.

Как следует из приведенной диаграммы (Таблица 4), подача однопоршневого насоса одностороннего действия не только неравномерна, но и прерывиста во времени. Это явление быстрого нарастания и уменьшения рас­хода в трубах, смена состояния покоя жидкости на ее движение (и наоборот) сопровождается возникновени­ем значительных сил инерции.

Изложенный неравномерный процесс движения вы­зывает значительные изменения величины давления жид­кости в трубах и насосе, что ведет к шуму, вибрации и усталостным разрушениям в насосных установках.

Одним из путей уменьшения неравномерности и ус­транения прерывистости подачи является создание на­соса многократного действия (Error: Reference source not found). Например, диаграмма однопоршневого насоса двустороннего дей­ствия становится более равномерной, чем насоса одно­стороннего действия.

Для получения еще большей равномерности подачи применяются насосы трехпоршневые и многопоршневые.

Таблица 4

Виды диаграмм изменения подачи поршневых насосов

Вид насоса	Схема насоса	Диаграмма изменения подачи
Одностороннего (простого) действия
Двухстороннего действия
Трехпоршневой одностороннего действия