Теоретическая и действительная индикаторная диаграмма поршневого насоса. Индикаторные параметры насоса.
Для экспериментального определения работы поршневого насоса и контроля за ним применяют индикатор. Назначение индикатора – избавиться от параметра t в системе уравнений s = f (t); p = f (t) и привести ее к уравнению, имеющему вид p = f (s).
Индикатор состоит из поршневого
манометра и преобразующего механизма. Поршневой манометр имеет цилиндр с
притертым поршнем, к верхней части штока которого прикреплено перо. Между
поршнем и верхней крышкой цилиндра находится тарированная пружина, а
надпоршневой объем цилиндра соединен с атмосферой. Нижняя полость цилиндра
соединяется трехходовым краном с исследуемым цилиндром насоса или с атмосферой.
Преобразующий механизм состоит из барабана, на котором крепится бумага, и
сменных шкивов, обернутых нитью, один конец которой соединен со штоком
исследуемого цилиндра, а к другому подвешен грузик. При изменении давления в
цилиндре насоса поршень манометра перемещается на величину, пропорциональную
давлению в цилиндре, перо при этом оставляет на барабане след. При движении
поршня насоса барабан поворачивается на угол, пропорциональный перемещению.
Рассмотрим работу
индикатора в идеальном случае, при повороте кривошипа насоса на 360 о (рис.).
Рис. Индикаторная диаграмма
поршневого насоса
( пунктирная линия – идеальная, сплошная – реальная).
В левой мертвой точке перо будет занимать
положение, соответствующее точке Е. В начале хода всасывания при перемещении
поршня вправо в цилиндре понизится давление всасывания, поршенек манометра при
этом переместится вниз, пружина
сожмется, в результате чего перо прочертит линию ЕА. При ходе всасывания
давление в цилиндре будет постоянным и перо прочертит линию АВ, лежащую ниже
линии ЕЕ΄, соответствующую атмосферному давлению. В конце хода всасывания
давление в цилиндре станет равным атмосферному – поршенек под действием пружины
вернется в исходное положение и перо прочертит линию Е΄С. При ходе нагнетания
перо прочертит линию СD вплоть до
остановки поршня насоса в левом мертвом положении, когда давление в цилиндре
станет равным атмосферному и пружина вернет поршенек в исходное положение –
линия DЕ.
Реальная диаграмма будет отличаться от идеальной
наличием зигзагов возле точек а и с, что объясняется гидравлическим
сопротивлением клапанов и их колебаниями. Линии da и вс не будут вертикальными, что вызвано
запаздыванием закрытия и открытия клапанов.
По виду индикаторной диаграммы можно
судить о работе отдельных узлов насоса.
Площадь, очерченная контуром индикаторной
диаграммы, представляет собой работу, совершенную поршнем за цикл.
Индикаторная работа будет равна Ai = pi F s,
индикаторная мощность
для насоса одинарного действия (кВт) Ni = Ai n = pi F s n.
Для насосов с числом
рабочих полостей цилиндров k получим Ni = k pi F s n.