CC BY
8Выражение (19) запишем в виде
Рвых = Срых
(20)
lb2{h'f
С учетом (19) и (20) получим окончательное выражение для расчета обратного потока в радиальном насосе трения
Предлагаемый метод расчета обратного потока может быть использован при построении характеристики радиального насоса трения.
Список литературы
[1] Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Наука, 1970. - С. 904.
[2] Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. - М.: Наука, 1973. - С. 870.
[3] Пфлейдерер К. Лопаточные машины для жидкостей и газов. - М.: Машгиз, 1960. - С. 682.
[4] Башта Т.М. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. - М.: Машиностроение, 1982. -С. 423.
[5] Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. - М.; Машиностроение, 1975.-С. 559.
TO THE QUESTION OF CALCULATION OF THE REVERSE STREAM IN THE RADIAL FRICTION PUMP
S. G. Yakovlev, G. V. Rusezkaya
The calculation method of the pressure losses in the reverse stream itt the radial friction pump is considered in this work. The proposed method was used when calculating the characteristics of the radial friction pump.
В работе рассмотрен метод расчёта частоты вращения бустерного грунтового насоса, необходимой для обеспечения бескавитационной работы основного насоса. Регулирование частоты вртцения бустерного насоса, обеспечивающей минимальный для бескавитационной работы напор, позволит регулировать мощность насоса и повысить его долговечность.
Известно, что установка бустерного грунтового насоса при дефиците всасывающей способности трюмного фунтового насоса дает возможность увеличить производительность погрунту в 1,5... 2 раза. В работе [1] рассмотрен метод проектирования
ІГ 2 ср
(21)
УДК 621.67.035.001.63
С. Г. Яковлев, к т. н., доцент.
А. В. Лапшин, аспирант, ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
РЕГУЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ БУСТЕРНОГО ГРУНТОВОГО НАСОСА
ill
осевого грунтового насоса, рабочее колесо которого представляет шнек переменного шага. При этом величина подпора, создаваемого бустерным насосом, определяется напорной характеристикой бустерного насоса при постоянной частоте вращения. Однако, минимально необходимый подпор для обеспечения бескавитационной работы основного насоса значительно отличается от энергетических возможностей бустерного: при уменьшении плотности перекачиваемой водогрунтовой смеси требуемый подпор меньше, а при увеличении плотности - больше, чем обеспечивается характеристикой бустерного насоса при постоянной частоте вращения. Таким образом, регулирование частоты вращения бустерного грунтового насоса в зависимости от условий его эксплуатации (плотность смеси, глубина извлечения фунта) позволит максимально сблизить всасывающую и гидротранспортирующую способности фунтонасосной установки, регулировать мощность осевого насоса, повысить долговечность его рабочих органов.
Исследуем зависимость частоты вращения бустерного грунтового насоса от плотности смеси и глубины извлечения грунта. С этой целью необходимо совместно решать уравнение характеристики штатного напорного фунтопровода в различных режимах и уравнение напорной характеристики основного и бустерного грунтовых насосов. работающих последовательно, которые в относительных координатах имеют следующий вид [2]:
характеристика напорного грунтопровода для режима без заиления
Н? =(1-а,)Че3
1+1,6а„
-^-1+3,33^
+ н
\
—1
1 + ф Ґ V
чрв )_
А
_ +И2о2 р
СО + 0 "с-1
Ре 2# рв
\
-1
- +
А
(1)
характеристика напорного грунтопровода для режима с заипением
н;- =(і-а„)я;е,!
1 -1- н
Ел.
р
\
_ 1
/
1 + <р*р
-1
\р«
Р„ 2g ра
(2)
напорная характеристика основного и бустерного грунтовых насосов, работающих последовательно при постоянной частоте вращения на гидросмеси
и = [К, (Є, -1) + #в ]к + (1 - >0 —]
Р Ре
(3)
Обозначения величин в выражениях (1), (2), (3):
Н'
в- потери напора на трение и в местных сопротивлениях в напорном фунто-проводе на воде, м,
Н'в = Нъ ~(Нс6 +~Г~) 2Я
И
в _
напор насоса в напорном фунтопроводе на воде, м;
н,
сб _ затраты напора на подъем воды до уровня сброса, м;
К б,=
6 - скорость движения воды в сечении выходного патрубка, м/с; 0_ а
относительная подача;
2 - подача на смеси, мЗ/с;
Qв - подача на воде, мЗ/с;
<21кр - относительный критический расход; Н
а,, =
тр.в
Н'
в - доля потерь на трение от суммы потерь на трение и в местных сопротивлениях в напорном грунтопроводе:
Р“ - плотность воды. кг/мЗ;
Р - плотность смеси, кг'м3;
А-коэффициент,Л = -,2-51Р2+31-8Р-,7’91;
- диаметр напорного грунтопровода, м;
® -ускорение свободного падения, м2/с;
^кр - коэффициент для режима с заилением;
<р - коэффициент для режима без заиления;
коэффициент, характеризующий крутизну рабочего участка характеристи-
ки;
г - степень реактивности насоса.
Совместное решение уравнений (1) я (3) или (2) и (3) устанавливает зависимость относительной подачи в напорном грунтопроводе от плотности гидросмеси
б" =Аа>.
Уравнение характеристики всасывающего грунтопровода для режимов без заиления запишем в следующем виде [2]
/ \ 1+^ —-1
и
щАщ
А
Р--Х
Л
+Л>;
(4)
для режимов с заилением =(1
1 +(р,
кр
Р.
н
1 + 1,6« р
•-1
р.н.
+ 11.
■-1
Ра
+
(5)
Ы
тр.в
=—г—
И
где вс* - доля потерь на трение во всасывающем грунтопроводе;
Кс,=Несл-(Нря^^-)
® - потери напора на трение во всасывающем грунто-
проводе и в местных сопротивлениях на воде, м;
^вс.в _ потери напора во всасывающем грунтопроводе на воде, м;
//„
р.м.
геометрическая высота расположения оси насоса над уровнем воды, м;
Н,
р - глубина извлечения грунта, м;
потери напора на отрыв грунта от материка, м;
Я,
К.
вс _
диаметр всасывающего грунтопровода, м;
вс.в _ скорость воды во всасывающем грунтопроводе, м/с.
Уравнение вакуумметрической допустимой высоты всасывания для основного насоса имеет вид
ГГ ДОП _ гг доп Р _______ Ра РП,Р
вак вак.в
Р» РЛ Ре
(6)
где
Яд0
* 1 ««V
допускаемая вакуум метрическая высота всасывания при работе на во-
де. м;
" - давление насыщенных паров при данной температуре, Па;
р
а - атмосферное давление, Па.
Напор бустерного насоса, необходимый для бескавитационной работы основного насоса с минимально допустимым запасом ^, м, в различных условиях эксплуатации определится разностью уравнений (4) и (6) или (5) и (6)
¡+с1 —-1 !+и
+ Н.
/ \ “
--1 + Л0 -
\р«
о Р -Р //Д0П " — ° п
р„ё
-1
1 + 1,бог
ЛІ
+ Я]
- +
рл
Ра
(7)
4.« ТГ *
+ а»сН вс.в г,2
“ / \
1+Ркр --ч
^ Ра У
+ Я„и-^-+Я„(-£--1) +
р.н.
Ра
+ К -
Я доп вак
Р Ра~Рп
Раё
-1
Ра
+ /?.
(8)
Значения напора бустерного насоса по выражениям (7), (8) рассчитываются для различных значений плотности гидросмеси и соответствующих им значений относи-
Он
тельной подачи и различных глубин извлечения фунта.
Для нахождения новой частоты вращения ^б.н. бустерного насоса необходимо
н я
через точку с координатами, соответствующими напору 6 н для заданных рк и р
и соответствующей ему относительной подачи провести параболу подобия, уравнение которой имеет вид
-1/2
(9)
С учетом уравнений (7), (8) выражение (9) для различных условий эксплуатации можно записать так
Я =
\+А£-\
.Р.
+ НВИЕ- + Н р„ '
£-1
\Ря ! 1+1,6«
р
^доп Н
Р Ра~Рп
РЛ
Я--\
\Рг )
+д
(10)
Рс> _ |
їАн-+//р рв
(Н
_р + /¡0”
-Р-+С1 //'
тивс//вс.в •>
Р* ’¿.в
1+Ч£-'
//ДОП
"вал,в
Р Ра~РЛр
Ре Ре? ІР«
+д
(П)
Рабочий участок характеристики бустерного фунтового насоса на воде при частоте вращения н можно описать линейной зависимостью [2]
# = Кг(0,-1)+7/. (12)
н
где ® - напор бустерного насоса на воде, м; к
2 - коэффициент, характеризующий крутизну рабочего участка характеристики.
При работе на гидросмеси уравнение (12) можно переписать в следующем виде
Р_
Р \ Ре
Совместное решение уравнений (10) и (13) или (11) и (13) определит значение от-
О*
носительной подачи , соответствующее точке пересечения характеристики бустерного насоса и параболы подобия.
Используя теорию подобия, запишем уравнение для нахождения частоты враще-
' и
ния б н , обеспечивающей требуемый напор б н
. Q{Чм.
я=.[к2(е,-1)+яв]х
г + 0-г)^
(13)
«6.Н. =■
Через точки с координатами ^б.н. и У1г рассчитанные для заданных , р и ^ можно провести прямую линию, которая в рабочем диапазоне подач будет представ-
Ох
(14)
ег
Я„
лять напорную характеристику бустериого насоса при работе с переменной частотой вращения. Ее уравнение можно представить выражением
н'=[к'М- 1)+яв]х
r + (l-r)£l.
Р .
Р_
Р.
(15)
где
ки.
Кк
2 _
коэффициент, характеризующий крутизну рабочего участка характеристи-
Список литературы
[1] Яковлев С.Г. Бустериый осевой грунтовый насос. И Труды международной конференции «Проблемы прочности и эксплуатационной надежности судов». - Владивосток, 1999. - С. 459-462.
[2] Лукин Н.В. Характеристики землесосов и оптимальные режимы их работы. - Горький: ГИИВТ. 1969.-С. 43.
THE WORK REGULATION OF THE BOOSTER SAND PUMP
S. G, Yakovlev, A. V. Laphshin
The article considers the calculation method of the rotation frequency of the booster sand pump necessary for ensuring the non-cavitations work of the basic pump. The rotation frequency regulation of the booster pump, ensuring the minimum pressure for the noncavitations, will permit to regulate the pump capacity and to increase its life.
УДК502.7:556.18
С. Г. Яковлев, к. т. п., доцент.
М. X. Саде кое, к. т. доцент.
И. И. Борисов, доцент ВГАВТ.
603600, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5.
УЛУЧШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ
В работе рассматриваются вопросы по улучшению экологических характеристик судовых дизелей путём добавки в топливо различных присадок. Работа выполнена на основании экспериментальных исследований дизеля с использованием отечественных и импортных присадок.
В связи с возрастающими темпами судоходства и последующим за этим загрязнение морей и атмосферы выбросами с судов защита окружающей среды приобретает важное значение.
Для улучшения экологической обстановки и принятия мер по предотвращению загрязнения окружающей среды в нашей стране и за рубежом приняты и выполняются нормативные документы такие как: Конвекция МАРПОЛ 73/78, Стандарт ИСО 8178, ГОСТ Р 51249, ГОСТ Р 51250, в которых предусматривается ограничение эмиссии вредных компонентов NOx, SOx, СО, СН в отходящих газах главных и вспомогательных судовых дизелей. В настоящее время в стадии согласования с государствами ИМО (Международная морская организация) находятся и вопросы организации и контроля за отходящими газами дизелей, поставляемые на суда и находящиеся в эксплуатации.
