ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория действия воздушных колпаков из "Насосы Издание 3" Воздушный колпак на всасывающей трубе. Как уже выяснено выше, давление под поршнем в период всасывания может быть повышено уменьшением приведенной длины /-С всасывающей трубы. Это может быть достигнуто не только соответственным выбором размеров труб, но и сокращением их действительной длины. Для этой последней цели может быть применен так называемый воздушный колпак на всасывающей трубе, или, короче, всасывающий колпак (фиг. 93). Непосредственно под поршнем устанавливается герметически закрытая коробка, сообщающаяся с нижним уровнем трубой. Выше уровня жидкости в этой коробке находится воздух. Поршень засасывает жидкость из этой коробки через сравнительно короткую всасывающую трубу. Так как давление в коробке меньше атмосферного на величину, соответствующую высоте расположения коробки над нижним уровнем, то жидкость устремляется в нее с нижнего уровня. [c.142] Если размеры коробки достаточно большие, то, несмотря на колебания величины объема, засасываемого поршнем в разные моменты его пути, колебания уровня жидкости в коробке будут незначительны и благодаря этому движение жидкости в нее с нижнего уровня близко к установившемуся. Силы инерции могут возникать лишь на том коротком участке всасывающей трубы, который соединяет колпак с насосом. [c.142] Одновременно достигается еще одно удобство, а именно уменьшение сопротивлений в трубе, соединяющей колпак с нижним уровнем, так как движение в ней происходит с постоянной скоростью, средней между скоростями переменного движения в трубе без воздушного колпака и, значит, меньшей прежних небольших ее значений. [c.143] Сс должно быть исчислено соответственно новым размерам этого участка всасывающей трубы. [c.143] Ск — постоянная скорость у выхода из нее. [c.144] Метод расчета воздушных колпаков. Для расчета всасывающего колпака можно применить следующие рассуждения, имея в виду для простоты насос одиночного действия. Колебания подачи для насоса одиночного действия, приводимого в движение кривошипным механизмом, могут быть выражены диаграммой, изображенной на фиг. 79. [c.144] Для выяснения разницы между максимальным и минимальным объемами воздуха в колпаке, которая в то же время, очевидно, равна разнице между максимальным и минимальным объемами жидкости в том же колпаке, найдем углы ра и щ кривошипа, соответствующие точкам й и Ь диаграммы фиг. 79. [c.145] Следовательно, в последнем случае условия всасывания будут значительно более благоприятные и колебания давления в колпаке значительно слабее. [c.147] Соответственные данные легко получить для объемов всасывающих колпаков насосов двейного, тройного действия и т. п. [c.147] На фиг. 94 дано графическое изображение давления всасывания при наличии воздушного колпака. [c.147] Выводы, полученные нами для всасывающего воздушного колпака, в полной мере применимы и для напорного. Вследствие того, что напорная труба обычно несравненно длиннее всасывающей, влияние инерции жидкости на стороне нагнетания проявляется сильнее для его заметного ослабления необходимо выбирать значения для пит больше указанных выше. [c.147] Об1з1чно для п можно брать величину около 0,99, что соответствует значению т около 100. Так как установка воздушного колпака такого значительного объема затруднительна, то обычно в таких случаях воздушный колпак ставят на напорной линии отдельно от насоса на самом же насосе ставят дополнительно колпак меньших размеров, рассчитывая его на инерцию жидкости только на участке напорной трубы между нагнетательным клапаном насоса и указанным выше большим колпаком. [c.148] При длинных трубопроводах ё уменьшается до 0,01. Для всасывающих колпаков при высоте всасывания до 5 -и можно принять б равным 0,05. [c.148] Соотношения, полученные выше, очевидно, несколько изменятся, если учесть конечную длину шатуна. Однако вводимое этим усложнение расчета мало повлияет на точность вычислений, так как, кроме конечной длины шатуна, в указанном выше методе расчета сделан ряд допущений коэффициент подачи принят нами равным единице не учтено влияние переменной высоты уровня в колпаках на величину давления под поршнем, не учтено влияние переменного давления на скорость движения во всасывающей (соответственно напорной) линии. [c.148] Особенно сильно влияние последнего обстоятельства, так как вследствие легкой сжимаемости воздуха в колпаках, перемена давления в них ведет к колебательным движениям, которые в некоторых случаях, как указывают более точные расчеты и опыт, могут развиваться до весьма значительных пределов, сильно превышающих указанные выше нормы. [c.148] Более глубокое исследование действия воздушного колпака приводит к необходимости учитывать влияние колебаний положения уровня в колпаке, которые не учтены в разобранной выше теории. [c.148] Ближайшее исследование этого вопроса показывает, что как ни незначительны эти колебания, тем не менее они неиз- ежно вызывают соответственные колебания скоростей во всасывающей и напорной трубах, т. е. приводят к нарушению равномерного движения в этих трубах. Наличие вполне определенного периода этих колебаний, весьма близких к гармоническим, в случае насоса, приводимого в движение от кривошипного механизма, может сопровождаться иногда нарастанием амплитуды этих колебаний, т. е. явлением так называемого резонанса со всеми вытекающими из этого последствиями увеличением размаха колебаний уровня в воздушных колпаках, увеличением давления в колпаках до размеров, далеко превышающих расчетные, резким нарушением установившегося движения в трубах, а следовательно, и ударами в них, которые предполагалось устранить устройством колпаков, и т. п. [c.149] Вернуться к основной статье