ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Утечка жидкости через зазоры из "Аппаратура и механизмы гидро,-пневмо- и электроавтоматики металлургических машин" Коэффициент полезного действия насосов зависит от потерь на механическое и жидкостное трение и от утечки жидкости через зазоры между подвижными поверхностями. В связи с тем, что в характере потерь энергии в процессе работы насосов и гидравлических моторов много общего, эти вопросы рассмотрим в применении к насосам, сделав в соответствующих местах оговорки о характере явлений, свойственных гидравлическим моторам. [c.90] В насосах неплотности могут иметь различный вид, а именно радиальные зазоры между поверхностями головок зубьев в шестеренчатых насосах или лопастей в лопастных насосах и цилиндрической поверхностью корпуса, боковые зазоры между торцовыми поверхностями шестерен или лопастей и поверхностями крышек, зазоры между поверхностями плунжеров и цилиндров и пр. Характер течения жидкости в каждом из этих видов неплотностей различен, поэтому рассмотрим их отдельно. [c.90] Определим прежде всего утечку жидкости через радиальные зазоры между головками зубьев шестерен или между лопастями и корпусом насоса и обусловленный этим момент трения. [c.90] Вследствие весьма малого отношения радиального зазора к радиусу окружности цилиндрической поверхности кольцевой зазор можно заменить линейным, как это показано на фиг. 54, а. [c.90] В основу расчета необходимо положить предположение, что жидкость смачивает поверхность, т. е. слой жидкости, граничащий с корпусом, имеет скорость и = О, а скорость слоя, примыкающего к поверхности головки, и = v . [c.90] В радиальном зазоре насоса имеют место два встречных потока жидкости. Первый потек определяется разностью давлений в камере нагнетания и Р1 в камере всасывания. Этот поток имел бы место и в том случае, если бы шестерни или ротор с лопастями были неподвижны. Жидкость под действием разности давлений р — Р перетекает из камеры высокого в камеру низкого давления. Второй поток определяется тем, что слой жидкости, граничащий с поверхностью головок зубьев шестерен или лопастей, при вращении их перемещается со скоростью и увлекает за собой соседние слои. [c.91] Первый поток направлен из камеры высокого давления в камеру низкого давления и представляет собой утечку, а второй поток, направленный противоположно — представляет собой дополнительное количество нагнетаемой жидкости. Пренебрегая кривизной цилиндрической поверхности, т. е. считая ее плоскостью, систему координат Оху будем считать связанной с движущейся пластиной. [c.91] Первое слагаемое представляет собой скорость слоя жидкости, появляющуюся вследствие увлекающего действия движущейся поверхности со скоростью Ve. Эта скорость изменяется линейно в функции расстояния от неподвижной поверхности (прямая а фиг. 54, а). [c.92] Кривая в характеризует закон изменения результирующей скорости слоев двух накладывающихся потоков. [c.92] Иногда такого типа агрегаты используются как гидравлические двигатели. В этом случае скорости будут не вычитаться, а складываться. В уравнении (123) для этого случая перед вторым слагаемым следует изменить знак на противоположный. [c.92] Зная закон изменения скорости, нетрудно вычислить количество жидкости, проходящей через зазор. [c.93] В действительности же радиальных щелей в лопастных и шестеренчатых насосах более одной. У лопастных насосов их две для лопастей, замыкающих камеру высокого давления, а у шестеренчатых также две, но ступенчатые. [c.93] Таким образом, утечка жидкости через радиальные зазоры представляет собою сумму независящих друг от друга утечек одной пропорциональной окружной скорости лопасти или головки зуба шестерни и второй — пропорциональной перепаду давления. [c.93] Определение утечки жидкости через боковые зазоры представляет собой весьма сложную задачу, потому что поток в зазоре пространственный, гидравлическое сопротивление по поверхности неоднородное, причем его не всегда можно установить. [c.93] В связи с этим рассмотрим эту задачу, внося некоторые упрощающие предположения, имея в виду, что окончательная оценка насоса или гидравлического мотора может быть дана только на основании эксперимента. [c.93] Рассмотрим лопасть, разделяющую области нагнетания и всасывания (фиг. 55). [c.93] Первый из указанных градиентов определяет силу трения на элементе цилиндрической поверхности радиуса р, второй — на поверхности, параллельной торцовой. [c.94] Количество жидкости, увлекаемой лопастью при ее вращении, можно определить так. [c.94] Интегрируя это выражение от до Гг, имея при этом в виду. [c.94] Количество жидкости, проходящее через боковой зазор между зубьями шестерен и крышкой при относительном их движении, но отсутствии перепада давления, определяется аналогично. [c.95] Вернуться к основной статье