Зависимости скорости, усилия, расхода и мощности от давления Р представить в виде графиков

7. Зависимости скорости, усилия, расхода и мощности от давления Р представить в виде графиков.

8. На основании исследования сделать соответствующие выводы.

Обозначение элементов пневмоавтоматики

 

 

 

 

 

Литература

 

1.      Башта Т.М. Гидропривод и гидроавтоматика. –М.: Машиностроение, 1979, - с. 3-6; 50-54; 67-74; 95-100.

Лабораторная работа №3

 

«Исследование основных характеристик гидравлического насоса»

 

Цель работы:

Ознакомиться с конструкцией и основными характеристиками гидравлического насоса

Содержание работы:

1.Ознакомиться с конструкцией насоса.

2.Ознакомиться со схемой регулирования насоса.

3.Составить гидравлическую схему установки.

4.Снять характеристики насоса.

 

Общие сведения:

Насосами называются машины для создания потока жидкой среды.

По характеру силового воздействия различают насосы динамические и объектные.

Агрегат, состоящий из насоса и приводящего двигателя, соединенные друг с другом называют насосным агрегатом. Различают объемную подачу насоса Qv (м³/с). Подача насоса зависит от геометрических размеров насоса и скорости его рабочих органов, а так же от гидравлического сопротивления трубопровода, связанного с насосом.

Давление насоса P определяется зависимостью

Где: P_H и Pв – соответственно давление на входе и на выходе в насосе; Vм , Vв – средние скорости жидкости на входе и выходе в насос; Zн , Zв – высоты центров тяжести сечений на входе и выходе.

Принципиальная схема шестеренчатого насоса показана на рис. 1.

При вращении шестерен 2 и 4 по направлению стрелок зубья выходят из зацепления и впадины зубьев (вследствие образовавшегося вакуума), заполняются жидкостью из полости 1 всасывания. Рабочие камеры ограничены профилями впадин зубьев, поверхностями статора и боковых дисков. В полости 3 нагнетания зубья входят в зацепление и жидкость из впадин выдавливается в нагнетательную магистраль. Геометрическая подача такого насоса определяется из выражения

Где: b - ширина шестерен; w – угловая скорость вращения шестерен; h – высота головок зубьев шестерен; R – радиус делительной окружности шестерен; f – расстояние между полюсом и точкой зацепления.

Рис. 1

На рис 1.б показан график геометрической подачи шестеренчатого насоса. Для практических расчетов минутную подачу можно рассчитывать по формуле

,

Где: - объемный кпд насоса (= 0.7+0.9); m –модуль зацепления; z – число зубьев шестерен; b – ширина шестерен; n –частота вращения шестерен об/мин.

В предлагаемой работе расход и мощность насоса будем определять косвенным путем через расходную характеристику дросселя, установленного на напорной магистрали гидравлического насоса. Рабочий расход жидкости, протекающей через дроссель, рассчитаем по формуле [3]:

,

Где S – площадь проходного сечения дросселя;  - коэффициент расхода

( - плотность жидкости (=900 кг/м); P – перепад давления на входе и выходе дросселя.

Принимая, что расход через дроссель равен подаче, развиваемой насосом, определим мощность насоса по формуле:

На рисунке 2 представлены обозначения элементов гидропривода.

Из представленных элементов составить схему лабораторной установки.

Указания по проведению лабораторной работы:

1.    Ознакомиться с элементами, входящими в состав лабораторной установки.

2.    Составить гидравлическую схему установки.

3.    Подготовить установку к работе, подключив ее к распределительному электрощиту.

4.    Подать на электродвигатель напряжение постоянного тока.

ВНИМАНИЕ!!! Подаваемое напряжение постоянного тока не больше 24В. А ток не более 10А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2

 

5.    Установить дроссель в положение 1. Это положение определяется при 16В напряжения на двигателе, при этом насос должен развивать давление на манометре до дросселя 1.5атм.

6.    Меняя напряжение на электродвигателе, а следовательно его скорость, с 16В до 24В через 2В, снять с манометров давление до и после дросселя (24В соответствует 1450 об/мин., 2В – 120 об/мин.).

7.    Установить дроссель в положение 2 и 3 и повторить п.6 Положению 2 и 3 соответствует напряжение на двигателе 16В, а давление, развиваемое насосом на манометре до дросселя 2.0 и 2.25 атм.

8.    Результаты измерений занести в таблицу 1.

Положение Дросселя	S=8*10м			S=6*10м			S=4*10м
Напряжение	P	P		P	P		P	P

Таблица 1

9.    Результаты исследований и расчетов представить в виде графических зависимостей Q=f(n), N=f(n).

10.  Сделать вывод по работе.

 

Литература:

1.      Некрасов В.В Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам, - 2-е изд. – Мн.: Высш. шк., 1985.-382 с., пл.

2.      Башта и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. –М.: Машиностроение, 1982. – 424 с.

3.      Башта Т.М. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем –М.: Машиностроение, 1974. – 606 с.

Лабораторная работа № 6

 

"Исследование центробежного вентилятора"

Цель работы:

Ознакомиться о конструкцией, принципом действия центробежного вентилятора и определить его характеристики.

1.  Ознакомиться с конструкцией вентилятора и дать его схему.

2.  Ознакомиться со схемой включения и регулирования вентилятора. Описать его работу.

3.  Снять характеристики вентилятора.

 

Работа вентилятора

Вентиляторные установки используются для вентиляции, пневмотран­спорта, пневмоуборки, воздушного отопления, для проветривания, для тяги и дутья в котельных установках и многих технологических процессах. Вентиляторами называют воздуходувные Машины, предназначен­ные для подачи вoздуха или другого газа при потерях давления в воздухопроводах, не превышающих 0,015 МПа.

Наиболее распространены вентиляторы центробежные (радиальные) и осевые. В тех и других давление создается в результате закручивания и сжатия воздуха вращающимся колесом. Центробежный вентилятор (рис.1) представляет собой расположенное в спиральном кожухе колесо с лопатками, при вращении которого воздух, поступающий через входные отвер­стия* попадает в каналы между лопатками колеса и под действием цен­тробежных сил перемещается по этим каналам, собирается спиральным кожухом и направляется в его выпускное отверстие.

В центробежном вентиляторе три основные элемента: лопаточное колесо (рабочее колесо, ротор), спиральный кожух (корпус)" и станина с валом и подшипниками. Центробежные колеса состоят из лопаток, перед него и заднего дисков и ступицы. Если колесо вращается по часовой стрелке (при наблюдении со стороны, противоположной всасыванию), то вентилятор называется правым, если против часовой стрелки - то ле­вым. Правильным вращением колеса является вращение по ходу разворо­та спирального кожуха. При обратном вращении производительность резко падает, но реверсирования, т.е. изменения направления подачи, не происходит.

Поток воздуха, сбегающий с лопаточного колеса; собирается в ко­жух, который также используется обычно для понижения скорости пото­ка и соответственно преобразования динамического давления в стати­ческое.

У центробежных вентиляторов кожух имеет спиральную форму (улитку)

Выходное отверстие

Выходное отверстие

Выходное отверстие

Профиль улитки обычно соответствует архимедовой спирали.

В вентиляторных установках воздушный поток, как правило, имеет постоянную плотность, скорость движения его в каждой точке с течением времени не изменяете ни по величине, ни по направлению.

В этом случае для двух сечений потока (рис.2) можно написать уравнение расхода

где  и  площади поперечных сечений потока в ;  и - средние скорости в м/с; - объемный расход(производительность)

в , т.е. количество перекаченного воздуха (по общему). Связь между значениями давлений в сечениях выражаются уравнением

где  и  - статические давления в сечениях  и ;

 и  - динамические давления;  - плотность воздуха

().

При давлениях, развиваемых вентилятором, плотность воздуха является постоянной величиной.

 - потери давления (статического и динамического) между сече­ниями  и  на трение и местные потери.

При вращении колеса воздуху передается часть подводимой к двига­телю энергии, и идет процесс образования давления.

При движении воздуха (рис.З.) вдоль лопаток колеса абсолютная скорость  движения может быть разложена на переносную  

где  - угловая скорость колеса в рад/с;  - радиус на котором находится частица воздуха, и относительную скорость

Мощность вентилятора в ваттах

Здесь  в  и  в , причем  - динамическое давление развиваемое вентилятором ;  - к.п.д. вентилятора равный 0,85. Для выполнения лабораторной работы используется вентилятор, установленный консольно на валу электродвигателя постоянного тока, но­минальная скорость вращения которого при напряжении 32 В равна
10000 об/мин. Электродвигатель питается от двухполупериодного выпря-
мителя В, напряжение на который подается через регулируемый автотрансформатор ЛАТР-1 (рис.4).

Изменение скорости вращения ротора двигателя Д (колеса вентилятора ведется о помощью строботоскопа. Деление воздуха измеряют с помощью пневмометрической трубки.

 

Указания по проведению работы