Résumé : Cet article présente une unité de pompe auto-amorçante pour moteur diesel qui utilise le flux de gaz d'échappement du moteur diesel pour obtenir le vide, y compris une pompe centrifuge, un moteur diesel, un embrayage, un tube venturi, un silencieux, un tuyau d'échappement, etc. le moteur diesel est composé d'un embrayage et d'un accouplement. Le silencieux est relié à l'arbre d'entrée de la pompe centrifuge et un robinet-vanne est installé au niveau de l'orifice d'échappement du silencieux du moteur diesel ; un tuyau d'échappement est en outre disposé sur le côté du silencieux, et le tuyau d'échappement est relié à l'entrée d'air du tuyau venturi, et le côté du tuyau venturi L'interface routière est reliée à l'orifice d'échappement de la chambre de pompe du une pompe centrifuge, un robinet-vanne et un clapet anti-retour à vide sont installés sur le pipeline, et un tuyau de sortie est connecté à l'orifice d'échappement du tube venturi. Les gaz d'échappement évacués du moteur diesel sont évacués dans le tube venturi, et le gaz dans la chambre de pompe de la pompe centrifuge et la canalisation d'entrée d'eau de la pompe centrifuge est pompé pour former un vide, de sorte que l'eau soit inférieure au l'entrée d'eau de la pompe centrifuge est aspirée dans la chambre de la pompe pour réaliser un drainage normal.
L'unité de pompe à moteur diesel est une unité de pompe d'alimentation en eau alimentée par un moteur diesel, largement utilisée dans le drainage, l'irrigation agricole, la protection contre les incendies et le transfert temporaire d'eau. Les pompes à moteur diesel sont souvent utilisées dans des conditions où l'eau est aspirée sous l'entrée d'eau de la pompe à eau. À l’heure actuelle, les méthodes suivantes sont souvent utilisées pour pomper de l’eau dans ces conditions :
01、 Installez une vanne de fond à l'extrémité du tuyau d'entrée de la pompe à eau dans la piscine d'aspiration : avant de démarrer le groupe motopompe du moteur diesel, remplissez la cavité de la pompe à eau avec de l'eau. Une fois l'air dans la chambre de la pompe et la canalisation d'entrée d'eau de la pompe à eau vidangés, démarrez le groupe motopompe du moteur diesel pour obtenir une alimentation en eau normale. Étant donné que la vanne de fond est installée au fond de la piscine, si la vanne de fond tombe en panne, l'entretien est très gênant. De plus, pour un groupe motopompe à moteur diesel à grand débit, en raison de la grande cavité de pompe et du grand diamètre du tuyau d'entrée d'eau, une grande quantité d'eau est nécessaire et le degré d'automatisation est faible, ce qui est très peu pratique à utiliser. .
02. Le groupe motopompe à moteur diesel est équipé d'un groupe pompe à vide pour moteur diesel : en démarrant d'abord le groupe pompe à vide pour moteur diesel, l'air dans la chambre de pompe et la canalisation d'entrée d'eau de la pompe à eau sont pompés, générant ainsi un vide. , et l'eau contenue dans la source d'eau pénètre dans la canalisation d'entrée de la pompe à eau et dans la chambre de pompe sous l'action de la pression atmosphérique. À l’intérieur, redémarrez le groupe motopompe du moteur diesel pour obtenir une alimentation en eau normale. La pompe à vide dans cette méthode d'absorption d'eau doit également être entraînée par un moteur diesel et la pompe à vide doit être équipée d'un séparateur vapeur-eau, ce qui augmente non seulement l'espace occupé de l'équipement, mais augmente également le coût de l'équipement. .
03. La pompe auto-amorçante est adaptée au moteur diesel : la pompe auto-amorçante a un faible rendement et un grand volume, et la pompe auto-amorçante a un faible débit et une faible levée, ce qui ne peut pas répondre aux exigences d'utilisation dans de nombreux cas. . Afin de réduire le coût d'équipement du groupe motopompe à moteur diesel, de réduire l'espace occupé par le groupe motopompe, d'élargir la plage d'utilisation du groupe motopompe à moteur diesel et d'utiliser pleinement les gaz d'échappement générés par le moteur diesel fonctionnant à haute vitesse. vitesse à travers le tube Venturi [1], la cavité de la pompe centrifuge et la pompe centrifuge entrent. Le gaz dans la conduite d'eau est évacué par l'interface d'aspiration du tube venturi connecté à l'orifice d'échappement de la chambre de pompe de la pompe centrifuge, et un vide est généré dans la chambre de pompe du pompe centrifuge et la canalisation d'entrée d'eau de la pompe centrifuge, et l'eau dans la source d'eau est inférieure à l'entrée d'eau de la pompe centrifuge. Sous l'action de la pression atmosphérique, elle entre dans la canalisation d'entrée d'eau de la pompe à eau et de la pompe. cavité de la pompe centrifuge, remplissant ainsi la canalisation d'entrée d'eau de la pompe centrifuge et la cavité de pompe de la pompe centrifuge, puis démarre l'embrayage pour connecter le moteur diesel à la pompe centrifuge, et la pompe centrifuge commence à réaliser approvisionnement en eau normal.
二 : le principe de fonctionnement du tube Venturi
Venturi est un dispositif d'obtention de vide qui utilise un fluide pour transférer de l'énergie et de la masse. Sa structure commune est représentée sur la figure 1. Elle se compose d'une buse de travail, d'une zone d'aspiration, d'une chambre de mélange, d'une gorge et d'un diffuseur. C'est un générateur de vide. Le composant principal de l'appareil est un nouvel élément de vide efficace, propre et économique qui utilise une source de fluide à pression positive pour générer une pression négative. Le processus de travail pour obtenir le vide est le suivant :
01 、La section du point 1 au point 3 est l'étape d'accélération du fluide dynamique dans la buse de travail. Le fluide moteur à pression plus élevée pénètre dans la buse de travail du venturi à une vitesse inférieure au niveau de l'entrée de la buse de travail (section point 1). Lors de l'écoulement dans la section conique de la buse de travail (section 1 à section 2), la mécanique des fluides permet de savoir que, pour l'équation de continuité du fluide incompressible [2], le débit de fluide dynamique Q1 de la section 1 et la force dynamique de la section 2 La relation entre le débit Q2 du fluide est Q1=Q2，
Scilicet A1v1= A2v2
Dans la formule, A1, A2 - la surface transversale du point 1 et du point 2 (m2) ;
v1, v2 — la vitesse du fluide circulant à travers la section du point 1 et la section du point 2, m/s.
Il ressort de la formule ci-dessus que plus la section transversale augmente, plus la vitesse d'écoulement diminue ; la réduction de la section transversale entraîne une augmentation de la vitesse d'écoulement.
Pour les conduites horizontales, selon l'équation de Bernoulli pour les fluides incompressibles
P1+（1/2）*ρv12=P2+(1/2)ρv22
Dans la formule, P1, P2 - la pression correspondante à la section transversale du point 1 et du point 2 (Pa)
v1, v2 — vitesse du fluide (m/s) circulant à travers la section aux points 1 et 2
ρ — densité du fluide (kg/m³)
Il ressort de la formule ci-dessus que la vitesse d'écoulement du fluide dynamique augmente continuellement et que la pression diminue continuellement de la section du point 1 à la section du point 2. Lorsque v2>v1, P1>P2, lorsque v2 augmente jusqu'à une certaine valeur (peut atteindre la vitesse du son), P2 sera inférieur à une pression atmosphérique, c'est-à-dire qu'une pression négative sera générée au niveau de la section au point 3.
Lorsque le fluide moteur pénètre dans la section d'expansion de la buse de travail, c'est-à-dire la section allant du point 2 à la section au point 3, la vitesse du fluide moteur continue d'augmenter et la pression continue de baisser. Lorsque le fluide dynamique atteint la section de sortie de la buse de travail (section au point 3), la vitesse du fluide dynamique atteint le maximum et peut atteindre une vitesse supersonique. A ce moment, la pression au niveau de la section au point 3 atteint le minimum, c'est-à-dire que le degré de vide atteint le maximum, qui peut atteindre 90Kpa.
02.、La section du point 3 au point 5 est l'étape de mélange du fluide moteur et du fluide pompé.
Le fluide à grande vitesse formé par le fluide dynamique à la section de sortie de la buse de travail (section au point 3) formera une zone de vide près de la sortie de la buse de travail, de sorte que le fluide aspiré près de la pression relativement élevée sera aspiré. sous l'action de la différence de pression. dans la salle de mixage. Le fluide pompé est aspiré dans la chambre de mélange au niveau du point 9. Pendant l'écoulement de la section du point 9 à la section du point 5, la vitesse du fluide pompé augmente continuellement et la pression continue de chuter jusqu'à la puissance pendant la section de la section du point 9 à la section du point 3. La pression du fluide à la section de sortie de la buse de travail (point 3).
Dans la section de la chambre de mélange et la section avant de la gorge (section du point 3 au point 6), le fluide moteur et le fluide à pomper commencent à se mélanger, l'élan et l'énergie sont échangés et l'énergie cinétique est convertie du l'énergie potentielle de pression du fluide moteur est transférée au fluide pompé. fluide, de sorte que la vitesse du fluide dynamique diminue progressivement, la vitesse du corps aspiré augmente progressivement et les deux vitesses diminuent et se rapprochent progressivement. Enfin, au point 4 de section, les deux vitesses atteignent la même vitesse, et la gorge et le diffuseur du venturi se déchargent.
à savoir :La composition et le principe de fonctionnement du groupe de pompes auto-amorçantes qui utilisent le flux de gaz d'échappement du moteur diesel pour obtenir un vide
Les gaz d'échappement d'un moteur diesel font référence aux gaz d'échappement émis par un moteur diesel après avoir brûlé du diesel. Il appartient aux gaz d'échappement, mais ces gaz d'échappement ont une certaine quantité de chaleur et de pression. Après avoir été testée par les services de recherche concernés, la pression des gaz d'échappement évacués d'un moteur diesel équipé d'un turbocompresseur [3] peut atteindre 0,2 MPa. Du point de vue de l’utilisation efficace de l’énergie, de la protection de l’environnement et de la réduction des coûts d’exploitation, l’utilisation des gaz d’échappement émis par le fonctionnement du moteur diesel est devenue un sujet de recherche. Le turbocompresseur [3] utilise les gaz d'échappement évacués par le fonctionnement du moteur diesel. En tant que composant de fonctionnement électrique, il est utilisé pour augmenter la pression de l'air entrant dans le cylindre du moteur diesel, de sorte que le moteur diesel puisse être brûlé plus complètement, de manière à améliorer les performances de puissance du moteur diesel, à améliorer les performances spécifiques. puissance, améliorer l’économie de carburant et réduire le bruit. Ce qui suit est une sorte d'utilisation des gaz d'échappement évacués par le fonctionnement du moteur diesel comme fluide moteur, et le gaz dans la chambre de pompe de la pompe centrifuge et le tuyau d'entrée d'eau de la pompe centrifuge est aspiré à travers le venturi. tube, et le vide est généré dans la chambre de pompe de la pompe centrifuge et le tuyau d'entrée d'eau de la pompe centrifuge. Sous l'action de la pression atmosphérique, l'eau inférieure à la source d'eau de l'entrée de la pompe centrifuge pénètre dans la canalisation d'entrée de la pompe centrifuge et la cavité de pompe de la pompe centrifuge, remplissant ainsi la canalisation d'entrée et la cavité de pompe de la pompe centrifuge. pompe et démarre la pompe centrifuge pour obtenir un approvisionnement en eau normal. Sa structure est illustrée à la figure 2 et le processus de fonctionnement est le suivant :
Comme le montre la figure 2, l'entrée d'eau de la pompe centrifuge est connectée au pipeline immergé dans la piscine sous la sortie de la pompe à eau, et la sortie d'eau est connectée à la vanne de sortie de la pompe à eau et au pipeline. Avant que le moteur diesel ne fonctionne, la vanne de sortie d'eau de la pompe centrifuge est fermée, le robinet-vanne (6) est ouvert et la pompe centrifuge est séparée du moteur diesel via l'embrayage. Une fois que le moteur diesel démarre et fonctionne normalement, le robinet-vanne (2) est fermé et les gaz d'échappement évacués du moteur diesel pénètrent dans le tuyau venturi via le tuyau d'échappement (4) depuis le silencieux et sont évacués du tuyau d'échappement ( 11). Dans ce processus, selon le principe du tube venturi, le gaz dans la chambre de pompe de la pompe centrifuge pénètre dans le tube venturi à travers le robinet-vanne et le tuyau d'échappement, et est mélangé aux gaz d'échappement du moteur diesel puis évacué de le pot d'échappement. De cette façon, un vide est formé dans la cavité de pompe de la pompe centrifuge et la canalisation d'entrée d'eau de la pompe centrifuge, et l'eau dans la source d'eau inférieure à l'entrée d'eau de la pompe centrifuge pénètre dans la cavité de pompe de la pompe centrifuge. à travers le tuyau d'entrée d'eau de la pompe centrifuge sous l'action de la pression atmosphérique. Lorsque la cavité de la pompe centrifuge et la canalisation d'entrée d'eau sont remplies d'eau, fermez le robinet-vanne (6), ouvrez le robinet-vanne (2), connectez la pompe centrifuge au moteur diesel via l'embrayage et ouvrez l'eau. soupape de sortie de la pompe centrifuge, afin que le groupe motopompe du moteur diesel commence à fonctionner normalement. approvisionnement en eau. Après les tests, le groupe motopompe du moteur diesel peut aspirer de l'eau 2 mètres sous le tuyau d'entrée de la pompe centrifuge dans la cavité de la pompe centrifuge.
Le groupe pompe auto-amorçante de moteur diesel mentionné ci-dessus utilisant le flux de gaz d'échappement du moteur diesel pour obtenir une dépression présente les caractéristiques suivantes :
1. Résoudre efficacement la capacité d'auto-amorçage du groupe motopompe pour moteur diesel ;
2. Le tube Venturi est de petite taille, léger et de structure compacte, et son coût est inférieur à celui des systèmes de pompe à vide courants. Par conséquent, l'ensemble motopompe à moteur diesel de cette structure permet d'économiser l'espace occupé par l'équipement et le coût d'installation, et réduit les coûts d'ingénierie.
3. L'ensemble pompe à moteur diesel de cette structure rend l'utilisation de l'ensemble pompe à moteur diesel plus étendue et améliore la plage d'utilisation de l'ensemble pompe à moteur diesel ;
4. Le tube Venturi est facile à utiliser et à entretenir. Il ne nécessite pas de personnel à temps plein pour le gérer. Puisqu’il n’y a pas de pièce de transmission mécanique, le bruit est faible et aucune huile lubrifiante ne doit être consommée.
5. Le tube Venturi a une structure simple et une longue durée de vie.
La raison pour laquelle l'ensemble pompe à moteur diesel de cette structure peut aspirer l'eau plus bas que l'entrée d'eau de la pompe centrifuge et utiliser pleinement les gaz d'échappement évacués par le fonctionnement du moteur diesel pour s'écouler à travers le tube Venturi du composant central. à grande vitesse, rend le groupe motopompe du moteur diesel qui n'a pas la fonction d'auto-amorçage à l'origine. Avec fonction auto-amorçante.
四: Améliorer la hauteur d'absorption d'eau du groupe motopompe du moteur diesel
L'ensemble pompe auto-amorçante pour moteur diesel décrit ci-dessus a une fonction d'auto-amorçage en utilisant les gaz d'échappement évacués du moteur diesel pour s'écouler à travers le tube Venturi afin d'obtenir un vide. Cependant, le fluide moteur dans le groupe motopompe du moteur diesel doté de cette structure est le gaz d'échappement évacué par le moteur diesel, et la pression est relativement faible, de sorte que le vide résultant est également relativement faible, ce qui limite la hauteur d'absorption d'eau de la pompe centrifuge. pompe et limite également la plage d'utilisation du groupe motopompe. Si la hauteur d'aspiration de la pompe centrifuge doit être augmentée, le degré de vide de la zone d'aspiration du tube Venturi doit être augmenté. Selon le principe de fonctionnement du tube Venturi, pour améliorer le degré de vide de la zone d'aspiration du tube Venturi, la buse de travail du tube Venturi doit être conçue. Il peut devenir du type tuyère sonique, ou même du type tuyère supersonique, et également augmenter la pression d'origine du fluide dynamique circulant à travers le venturi.
Pour augmenter la pression d'origine du fluide moteur Venturi circulant dans le groupe motopompe du moteur diesel, un turbocompresseur peut être installé dans le tuyau d'échappement du moteur diesel [3]. Le turbocompresseur [3] est un dispositif de compression d'air qui utilise l'impulsion inertielle des gaz d'échappement évacués du moteur pour pousser la turbine dans la chambre de la turbine, la turbine entraîne la roue coaxiale et la roue comprime l'air. Sa structure et son principe de fonctionnement sont illustrés à la figure 3. . Le turbocompresseur est divisé en trois types : haute pression, moyenne pression et basse pression. Les pressions de sortie du gaz comprimé sont les suivantes : la haute pression est supérieure à 0,3 MPa, la pression moyenne est de 0,1 à 0,3 MPa, la basse pression est inférieure à 0,1 MPa et la pression de sortie du gaz comprimé par le turbocompresseur est relativement stable. Si le gaz comprimé introduit par le turbocompresseur est utilisé comme fluide moteur Venturi, un degré de vide plus élevé peut être obtenu, c'est-à-dire que la hauteur d'absorption d'eau du groupe motopompe du moteur diesel est augmentée.
五： conclusions :Le groupe de pompes auto-amorçantes du moteur diesel qui utilise le flux de gaz d'échappement du moteur diesel pour obtenir un vide exploite pleinement le flux à grande vitesse des gaz d'échappement, le tube venturi et la technologie de suralimentation générée pendant le fonctionnement du moteur diesel. moteur pour extraire les gaz dans la cavité de la pompe et le tuyau d'entrée d'eau de la pompe centrifuge. Un vide est généré et l'eau située en dessous de la source d'eau de la pompe centrifuge est aspirée dans le tuyau d'entrée d'eau et la cavité de pompe de la pompe centrifuge, de sorte que le groupe de pompe du moteur diesel ait un effet auto-amorçant. L'ensemble pompe à moteur diesel de cette structure présente les avantages d'une structure simple, d'un fonctionnement pratique et d'un faible coût, et améliore la plage d'utilisation de l'ensemble pompe à moteur diesel.
Heure de publication : 17 août 2022