CC BY
74
Использование индикатора расхода воздуха КИ-4840 для построения характеристик вакуумных насосов доильных установок
ВИ. Квашенников, д.т.н., профессор; PP. Абземилов,
студент, Оренбургский ГАУ
Характеристики вакуумных насосов доильных установок, представляющие собой зависимость производительности насоса Qн от величины вакуума PE, в условиях заводов-изготовителей снимаются с помощью газовых счетчиков, заимствованных из газовой промышленности. Для оценки технического состояния насосов в условиях производственной эксплуатации существует индикатор расхода воздуха КИ-4840. Но этот прибор позволяет определить только одну точку характеристики — величину производительности при вакууме 0,53 кгс/см2 (52 кПа), используя выражение
Qп = ПК, (1)
где П — число оборотов гайки на корпусе прибора, при вращении которой изменяется площадь поперечного сечения сужения (сечения горла) прибора, об;
К — приращение расхода воздуха через горло прибора при повороте гайки на один оборот, м3/(об.час).
Отсюда
К=К У
м2 • м
об • час
(2)
где Уд — действительная скорость воздуха через горло прибора, м/час;
— изменение площади поперечного сечения горла при повороте гайки на один оборот, м2/об.
Действительная скорость Уд, как во всяком сужающем устройстве, зависит от перепада давления воздуха перед входом в прибор и в горле прибора [3].
Уд = 36GGas I—(p1 -p2) , м/час, P
(3)
где а — коэффициент расхода;
е — коэффициент, учитывающий уменьшение плотности воздуха при проходе его через горло;
р — плотность воздуха, кг/м3;
(31— давление воздуха перед входом в прибор, т.е. атмосферное давление Ра, Па; р2 — давление воздуха в горле прибора, Па. Но
Pi - Рь = Р,
(4)
уд=36gg ^2 pB
5)
Учитывая (2), (3) и (4),
К = Зб00К as
2
-рв
P
Освободивши сь от радикал а в правой части (6), получим
К2 = 2 (3600Fq as)2 ^ р
p
7
Выражоние
(3600Fg as)2 P
(8)
тогда
К2 = 2qPв.
Выражение (8) представляет собой параболу с параметром q [1].
Из (8) следует два важных вывода:
1. Величина К имеет квадратичную зависимость от вакуума;
2. Для определения производительности насоса при вакууме Рв Ф 52 кПа надо знать численное значение постоянной q, чтобы по формуле (8) вычислить значение К.
Для определения значения q воспользуемся одной известной точкой параболы (8).
При Рв = 0,53 кгс/см2 (52 кПа) К= 20.
Подставляя эти величины в (8), получим
q = 3846,154 10-6.
Тогда (8) можно переписать
где Рь — вакуум, Па.
К = 87705,8 -10-6V Рв . (9)
На практике иногда специалисты не обращают внимание на характер зависимости К от PE и на всех величинах вакуума от 10 до 70 кПа считают К = 20 = const.
Оценим величину ошибки такого приближения, используя выражение (9), по которому определим расчетное значение Кр = f(PB).
Данные таблицы показывают, что использование значения К = 20 при вакууме P < 45 кПа ведет к громадной ошибке.
При вакууме Pв > 48 кПа процесс течения воздуха через горло прибора не подчиняется параболическому закону (8).
1. Величина ошибки Кр
Рв, кПа 10 20 30 40 45
к м3 Р> £ об-час 8,77 12,4 15,19 17,54 18,6
К- 20 100 р ,% Кр -128 -61,3 -31,66 -14 -7,5
Из динамики течения воздуха через сужение
при О- < 0,528 [2] скорость течения воздуха через
Р1
горло прибора будет равна критической величине, т.е. скорости звука. В этом случае дальнейшее уменьшение абсолютного давления Р2 не приведет к увеличению скорости течения воздуха. Она остается постоянной, равной скорости звука при данных условиях, Укр.
р р -Р
= ^------— = 0,528 (Ю)
Р1 Ра
при Ра = 101,3 кПа, Рвк ~ 48 кПа,
где Рвк — критическая величина вакуума, Па.
Из сказанного следует, что
-^чпах — ^0 ^кр — СОПв^
Таким образом, при использовании прибора КИ-4840 для построения характеристики вакуумного насоса:
— при вакууме Рв > 48 кПа величину К можно считать постоянной, равной 20;
— при вакууме Рв < 48 кПа величину ^следует рассчитывать по формуле (9) или использовать данные таблицы.
Литература
1. Выгодский, М. Я. Справочник по высшей математике / М. Я. Выгодский. - М., 1962. - С. 35.
2. Лойцянский, Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцян-ский. - М.: Наука, 1970. - С. 33-36.
3. Кремлевский, П. П. Расходомеры и счетчики количества / П. П. Кремлевский. — Л.: Машиностроение, 1975. — С. 23.
