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加速度和摩擦力对往复泵示功图的影响

我们在讨论基本的 往复泵 往复泵的主要部件 往复泵的工作原理 理想的往复泵示功图在我们最近的文章中。

今天我们将从往复泵示功图上加速度和摩擦力的影响开始。

加速度和摩擦对往复泵示功图的影响

正如我们在上一篇文章中所讨论的那样,往复泵的理想示功图基本上是一个在一整圈内气缸中的绝对压头和活塞冲程长度之间的图形。

现在必须注意的是,在绘制往复泵理想示功图时,我们没有考虑加速度的影响。一旦我们考虑到加速度的影响,图表就会改变。

我们将在这里看到,在考虑了吸入和输送管道的加速度和摩擦力的影响后,理想的示功图将会发生怎样的变化。

下图所示为往复泵。


因此,绝对压头将作为纵坐标,冲程长度将作为横坐标,如下图所示。

在下图中,我们可以看到加速度和摩擦力对往复泵示功图的影响。

在那里,

H 自动取款机 大气压头
L =划臂的长度
h年代=吸入压头或汽缸轴线距集水坑水面的垂直高度
hd=输送头或输送点距汽缸轴的垂直高度
h作为由于吸入管的加速而产生的压头
h 广告 由于输送管道中的加速度而产生的压头

当活塞在紧配合气缸内作往复运动时,会有加速度和减速或减速。活塞在气缸内的往复运动将由连杆和曲柄机构执行。

连杆将比曲柄大得多,活塞在气缸内的往复运动可以假定为简谐运动。因此,我们可以考虑活塞将在气缸内执行简单的谐波运动,并且会有加速度和减速或减速。

因此,在吸气和输出行程中,气缸内部的压力将不是恒定的,就像在怠速情况下,我们没有考虑加速度的影响一样。在吸入和输出行程中,气缸内的压力会发生变化。


吸气行程中加速度和摩擦的影响

现在我们首先看到吸气冲程。在吸气冲程开始时,即活塞从内死角开始移动时居中为了接近外死点,液体在内死点处有加速度,而速度为零居中

在吸气行程开始时,液体的速度会增大,加速度会减小。由于这个加速度,相对于静态升力h,需要更多的吸力头 年代

气缸和吸入管路中的液体速度和加速度将与其横截面积相关。由于吸入管路的横截面积将小于气缸的横截面积,因此吸入管路中的液体速度和加速度将大于气缸中的液体速度和加速度e缸。

吸入管路和气缸中的液体速度和加速度将取决于活塞的速度。

因此,在吸气行程开始即θ = 0时,缸内压头将大于静升程h 年代 它等于(h 年代 + h 作为 )低于上图所示的大气压头EA'。

正如我们所讨论的,在吸入冲程开始时,液体的速度将会增加,而液体的加速度将会减少。在吸气行程的中间即曲柄旋转角度θ = 90时 0 时,液体的速度最大,液体的加速度为零。

因此,在吸气行程的中间,气缸内的压头相当于静升程,静升程为h 年代 比上图中所示的大气压头低G'点。

在吸气冲程的中间,速度从最大值逐渐减小,在吸气冲程结束时速度趋于零。

如上所述,在吸入冲程的中间,液体的加速度为零,因此,减速或减速将开始,并且在吸入冲程结束时达到最大值。

因此,在吸气冲程结束时,即θ = 180 0 ,气缸内的压头相当于(h 年代 -h 作为 )低于上图所示的大气压头FB'。

因此,在考虑吸入管中加速度的影响后,将在怠速指示图中修改吸入冲程期间的压头要求。吸入冲程的指示图现在用A'G'B'表示。

正如我们所知,吸入管和气缸中会有粘滞损失。因此,我们还将考虑由于流体摩擦引起的头部损失的影响。

我们知道,由于流体摩擦而引起的粘滞损失或水头损失取决于液体的速度。


流体摩擦造成的水头损失,h f αV 2

正如我们在上面看到的,液体的速度在内死点和外死点处为零。因此,流体摩擦造成的水头损失,h f 将在这两个死点处为零即在内死点和外死点处。

我们还看到,液体的速度将在吸气冲程的中间达到最大。因此,流体摩擦造成的水头损失,h f 在吸气冲程的中间将达到最大。

因此,在考虑加速度和摩擦的影响后,将在怠速示功图中修改吸气行程的扬程要求。吸气冲程的指示图现在将显示为'IB”


在输出行程中加速度和摩擦的影响

同样,在输送冲程开始时,气缸内的压头将大于h d 它等于(h d + h 广告 )上方的大气压力头,如图所示,由FC'。

在输送冲程开始时,液体速度增加,液体加速度减小。在输送冲程中间,液体速度最大,液体加速度为零。

因此,在输出冲程的中间,气缸内的压头将相当于h d 在上图中所示的大气压头上方,以点H'表示。

此外,速度会在输送行程的中间从其最大值下降,在输送行程的结束时趋于零。

如上所述,在输送冲程的中间,液体的加速度将为零,因此,减速或减速将开始,并在输送冲程结束时达到最大值。

因此,在输出冲程结束时,气缸内的压头将等于(h d -h 广告 )上方的大气压力头,如上图所示,由ED'。

因此,在考虑了输送管中加速度的影响后,将在怠速指示图中修改输送冲程期间的水头要求。输送冲程指示图现在将用D'H'C'表示。

我们知道,在输送管道和钢瓶中会有粘滞损失。因此,我们也将考虑流体摩擦造成的水头损失的影响。

正如我们在上面看到的,液体的速度在内死点和外死点处为零。因此,流体摩擦造成的水头损失,h f 将在这两个死点处为零即在内死点和外死点处。

我们还看到,液体的速度在输送行程的中间是最大的。因此,流体摩擦造成的水头损失,h f 在输出行程的中间将达到最大。

因此,在考虑加速度和摩擦的影响后,将在怠速示功图中修改出油行程中的扬程要求。输出行程的示功图将由C 'JD”

因此,我们在这里看到了在考虑了加速度和摩擦力的影响后,对往复泵理想示功图的修改。

往复泵的理想示功图由ABCDA改为A'IB'C'JD'A在考虑了加速度和摩擦力的影响后。

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我们将在下一篇文章中进一步了解,往复泵吸入管中加速扬程的表达式


参考:

流体力学,R. K. Bansal著
流体机械,作者:Som S.K.教授
图片提供:谷歌

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