Streszczenie: W artykule przedstawiono samozasysający zespół pompowy silnika wysokoprężnego wykorzystujący do uzyskania podciśnienia przepływ gazów spalinowych z silnika wysokoprężnego, w skład którego wchodzi pompa odśrodkowa, silnik wysokoprężny, sprzęgło, zwężka Venturiego, tłumik, rura wydechowa itp. Wał wyjściowy silnika spalinowego silnik wysokoprężny składa się ze sprzęgła i sprzęgła. Tłumik jest połączony z wałem wejściowym pompy odśrodkowej, a na króćcu wydechowym tłumika silnika wysokoprężnego zainstalowana jest zasuwa; rura wydechowa jest dodatkowo umieszczona z boku tłumika, a rura wydechowa jest połączona z wlotem powietrza zwężki Venturiego, a strona zwężki Venturiego Złącze drogowe jest połączone z króćcem wydechowym komory pompy na rurociągu zainstalowana jest pompa odśrodkowa, zasuwa i podciśnieniowy zawór jednokierunkowy, a rura wylotowa jest podłączona do króćca wylotowego zwężki Venturiego. Spaliny odprowadzane z silnika wysokoprężnego są odprowadzane do zwężki Venturiego, a gaz z komory pompy pompy odśrodkowej i rurociągu wlotowego wody pompy odśrodkowej jest pompowany w celu wytworzenia próżni, dzięki czemu woda znajduje się poniżej wlot wody pompy odśrodkowej jest zasysany do komory pompy w celu zapewnienia normalnego drenażu.
Agregat pompowy z silnikiem wysokoprężnym to agregat pompowo-wodny napędzany silnikiem wysokoprężnym, który ma szerokie zastosowanie w odwadnianiu, nawadnianiu rolnictwa, ochronie przeciwpożarowej i tymczasowym przepompowywaniu wody. Pompy z silnikiem wysokoprężnym są często stosowane w warunkach, w których woda jest pobierana spod wlotu wody do pompy wodnej. Obecnie do pompowania wody w tym stanie często stosuje się następujące metody:
01. Zamontować zawór dolny na końcu rury wlotowej pompy wodnej w basenie ssawnym: przed uruchomieniem agregatu pompowego z silnikiem wysokoprężnym napełnij komorę pompy wodnej wodą. Po spuszczeniu powietrza z komory pompy i rurociągu wlotowego wody do pompy wodnej należy uruchomić zestaw pompowy silnika wysokoprężnego, aby uzyskać normalny dopływ wody. Ponieważ dolny zawór jest zainstalowany na dnie basenu, w przypadku awarii dolnego zaworu konserwacja jest bardzo niewygodna. Ponadto w przypadku zestawu pompowego z silnikiem Diesla o dużym przepływie, ze względu na dużą komorę pompy i dużą średnicę rury dopływowej wody, wymagana jest duża ilość wody, a stopień automatyzacji jest niski, co jest bardzo niewygodne w użyciu .
02. Zestaw pompowy do silnika wysokoprężnego jest wyposażony w zestaw pomp próżniowych do silnika wysokoprężnego: po pierwszym uruchomieniu zestawu pomp próżniowych do silnika wysokoprężnego wypompowuje się powietrze z komory pompy i rurociągu wlotowego wody pompy wodnej, wytwarzając w ten sposób podciśnienie , a woda ze źródła wody wpływa do rurociągu wlotowego pompy wodnej i komory pompy pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. Wewnątrz ponownie uruchom zestaw pompowy silnika wysokoprężnego, aby uzyskać normalny dopływ wody. Pompa próżniowa w tej metodzie absorpcji wody również musi być napędzana silnikiem Diesla, a pompa próżniowa musi być wyposażona w separator pary i wody, co nie tylko zwiększa zajmowaną przestrzeń sprzętu, ale także zwiększa koszt sprzętu .
03. Pompa samozasysająca jest dopasowana do silnika wysokoprężnego: pompa samozasysająca ma niską wydajność i dużą objętość, a pompa samozasysająca ma mały przepływ i niski wznios, co w wielu przypadkach nie jest w stanie spełnić wymagań użytkowania . W celu obniżenia kosztów wyposażenia agregatu pompowego z silnikiem wysokoprężnym należy zmniejszyć przestrzeń zajmowaną przez agregat pompowy, rozszerzyć zakres zastosowania agregatu pompowego z silnikiem wysokoprężnym oraz w pełni wykorzystać spaliny wytwarzane przez silnik wysokoprężny pracujący na wysokich obrotach. prędkość przez zwężkę Venturiego [1], wchodzi do wnęki pompy odśrodkowej i pompy odśrodkowej. Gaz w rurociągu wodnym jest odprowadzany przez interfejs ssawny zwężki Venturiego podłączonej do króćca wylotowego komory pompy odśrodkowej i wytwarza się próżnia wytwarzana w komorze pompy pompy odśrodkowej i rurociągu wlotowym wody pompy odśrodkowej, a woda w źródle wody znajdującym się poniżej wlotu wody pompy odśrodkowej znajduje się pod działaniem ciśnienia atmosferycznego przedostaje się do rurociągu wlotowego wody pompy wodnej i wnęki pompy odśrodkowej, wypełniając w ten sposób rurociąg wlotowy wody pompy odśrodkowej i wnękę pompy odśrodkowej, a następnie uruchamia sprzęgło w celu połączenia silnika wysokoprężnego z pompą odśrodkową i pompą odśrodkową pompa zaczyna realizować normalny dopływ wody.
二: zasada działania zwężki Venturiego
Venturi to urządzenie do uzyskiwania próżni, które wykorzystuje płyn do przenoszenia energii i masy. Jego wspólną budowę pokazano na rysunku 1. Składa się z dyszy roboczej, obszaru ssącego, komory mieszania, gardzieli i dyfuzora. Jest to generator próżni. Głównym elementem urządzenia jest nowy, wydajny, czysty i ekonomiczny element podciśnieniowy, który wykorzystuje źródło płynu pod ciśnieniem do wytworzenia podciśnienia. Proces roboczy uzyskiwania próżni jest następujący:
01 、Odcinek od punktu 1 do punktu 3 to etap przyspieszania płynu dynamicznego w dyszy roboczej. Płyn napędowy o wyższym ciśnieniu wpływa do dyszy roboczej zwężki Venturiego z mniejszą prędkością na wlocie dyszy roboczej (punkt 1). Przy przepływie w zwężającym się odcinku dyszy roboczej (od odcinka 1 do odcinka 2) z mechaniki płynów wiadomo, że dla równania ciągłości płynu nieściśliwego [2], dynamiczny przepływ płynu Q1 odcinka 1 oraz siła dynamiczna punktu 2. Zależność pomiędzy natężeniem przepływu Q2 płynu wynosi Q1=Q2，
Scilicet A1v1 = A2v2
We wzorze A1, A2 - pole przekroju punktu 1 i punktu 2 (m2);
v1, v2 — prędkość płynu przepływającego przez przekrój punktu 1 i przekrój punktu 2, m/s.
Z powyższego wzoru wynika, że wraz ze wzrostem przekroju zmniejsza się prędkość przepływu; zmniejszenie przekroju poprzecznego zwiększa prędkość przepływu.
Dla rur poziomych, zgodnie z równaniem Bernoulliego dla płynów nieściśliwych
P1+(1/2)*ρv12=P2+(1/2)ρv22
We wzorze P1, P2 - odpowiednie ciśnienie na przekroju punktu 1 i punktu 2 (Pa)
v1, v2 — prędkość płynu (m/s) przepływającego przez przekrój w punkcie 1 i 2
ρ — gęstość płynu (kg/m³)
Z powyższego wzoru wynika, że prędkość przepływu płynu dynamicznego stale rośnie, a ciśnienie maleje w sposób ciągły od odcinka punktu 1 do odcinka punktu 2. Gdy v2>v1, P1>P2, gdy v2 wzrośnie do pewnej wartości (może osiągnąć prędkość dźwięku), P2 będzie mniejsze niż jedno ciśnienie atmosferyczne, to znaczy na odcinku w punkcie 3 wytworzy się podciśnienie.
Kiedy płyn napędowy wchodzi do sekcji rozprężania dyszy roboczej, to znaczy odcinka od punktu 2 do odcinka w punkcie 3, prędkość płynu napędowego w dalszym ciągu rośnie, a ciśnienie w dalszym ciągu spada. Gdy płyn dynamiczny dotrze do sekcji wylotowej dyszy roboczej (sekcja w punkcie 3), prędkość płynu dynamicznego osiąga maksimum i może osiągnąć prędkość naddźwiękową. W tym momencie ciśnienie w sekcji w punkcie 3 osiąga minimum, to znaczy stopień podciśnienia osiąga maksimum, które może osiągnąć 90 Kpa.
02.、Odcinek od punktu 3 do punktu 5 to etap mieszania płynu napędowego i pompowanego płynu.
Płyn o dużej prędkości utworzony przez płyn dynamiczny w sekcji wylotowej dyszy roboczej (sekcja w punkcie 3) utworzy obszar próżni w pobliżu wylotu dyszy roboczej, tak że zasysany płyn w pobliżu stosunkowo wysokiego ciśnienia zostanie zassany pod wpływem różnicy ciśnień. do mieszalni. Pompowana ciecz zasysana jest do komory mieszania w punkcie 9 sekcji. Podczas przepływu z odcinka punktu 9 do odcinka punktu 5 prędkość pompowanej cieczy wzrasta w sposób ciągły, a ciśnienie w dalszym ciągu spada do mocy na odcinku od odcinka punktu 9 do odcinka punktu 3. Ciśnienie cieczy na odcinku wylotowym dyszy roboczej (punkt 3).
W odcinku komory mieszania i przedniej części gardzieli (od punktu 3 do punktu 6) płyn napędowy i płyn pompowany zaczynają się mieszać, następuje wymiana pędu i energii oraz energia kinetyczna przekształcana z Energia potencjalna ciśnienia płynu napędowego jest przekazywana do pompowanego płynu. płyn, tak że prędkość płynu dynamicznego stopniowo maleje, prędkość zasysanego ciała stopniowo wzrasta, a obie prędkości stopniowo maleją i zbliżają się. Wreszcie w punkcie 4 obie prędkości osiągają tę samą prędkość, a gardziel i dyfuzor zwężki Venturiego są rozładowane.
Odpowiedź:Skład i zasada działania grupy pomp samozasysających wykorzystujących przepływ gazów spalinowych z silnika wysokoprężnego do uzyskania podciśnienia
Spaliny silnika Diesla odnoszą się do gazów spalinowych emitowanych przez silnik Diesla po spaleniu oleju napędowego. Należy do gazów spalinowych, ale te spaliny mają pewną ilość ciepła i ciśnienia. Po badaniach przeprowadzonych przez odpowiednie zakłady badawcze, ciśnienie gazów spalinowych odprowadzanych z silnika o zapłonie samoczynnym wyposażonego w turbosprężarkę [3] może sięgać 0,2 MPa. Z punktu widzenia efektywnego wykorzystania energii, ochrony środowiska i redukcji kosztów eksploatacji tematem badawczym stało się zagospodarowanie gazów spalinowych powstających podczas pracy silnika o zapłonie samoczynnym. Turbosprężarka [3] wykorzystuje spaliny odprowadzane z pracy silnika wysokoprężnego. Jako element napędowy służy do zwiększania ciśnienia powietrza wchodzącego do cylindra silnika wysokoprężnego, dzięki czemu silnik wysokoprężny może spalić się pełniej, a co za tym idzie, poprawić wydajność mocy silnika wysokoprężnego, poprawić charakterystykę moc, poprawić oszczędność paliwa i zmniejszyć hałas. Poniżej przedstawiono sposób wykorzystania gazów spalinowych odprowadzanych z pracy silnika wysokoprężnego jako płynu napędowego, a gaz w komorze pompy pompy odśrodkowej i rurze wlotowej wody pompy odśrodkowej jest zasysany przez zwężkę Venturiego rurkę, a podciśnienie jest generowane w komorze pompy odśrodkowej i rurze wlotowej wody pompy odśrodkowej. Pod wpływem ciśnienia atmosferycznego woda znajdująca się poniżej źródła wody na wlocie pompy odśrodkowej wpływa do rurociągu wlotowego pompy odśrodkowej i wnęki pompy pompy odśrodkowej, wypełniając w ten sposób rurociąg wlotowy i wnękę pompy odśrodkowej pompę i uruchamia pompę odśrodkową, aby uzyskać normalny dopływ wody. Jego strukturę pokazano na rysunku 2, a proces działania wygląda następująco:
Jak pokazano na rysunku 2, wlot wody pompy odśrodkowej jest podłączony do rurociągu zanurzonego w basenie poniżej wylotu pompy wodnej, a wylot wody jest podłączony do zaworu wylotowego pompy wodnej i rurociągu. Przed uruchomieniem silnika wysokoprężnego należy zamknąć zawór wylotowy wody pompy odśrodkowej, otworzyć zasuwę (6) i pompa odśrodkowa zostaje oddzielona od silnika wysokoprężnego poprzez sprzęgło. Po uruchomieniu i normalnej pracy silnika wysokoprężnego zasuwa (2) zostaje zamknięta, a spaliny odprowadzane z silnika wysokoprężnego dostają się do zwężki Venturiego przez rurę wydechową (4) z tłumika i są odprowadzane z rury wydechowej ( 11). W procesie tym, zgodnie z zasadą zwężki Venturiego, gaz znajdujący się w komorze pompy pompy odśrodkowej przedostaje się do zwężki Venturiego przez zasuwę i rurę wydechową, gdzie jest mieszany ze spalinami silnika wysokoprężnego, a następnie odprowadzany z rurę wydechową. W ten sposób we wnęce pompy pompy odśrodkowej i w rurociągu wlotowym wody pompy odśrodkowej powstaje podciśnienie, a woda ze źródła wody znajdującego się poniżej wlotu wody pompy odśrodkowej dostaje się do wnęki pompy odśrodkowej przez rurę wlotową wody pompy odśrodkowej pod działaniem ciśnienia atmosferycznego. Gdy komora pompy odśrodkowej i rurociąg wlotowy wody zostaną wypełnione wodą, należy zamknąć zasuwę (6), otworzyć zasuwę (2), połączyć pompę odśrodkową z silnikiem wysokoprężnym poprzez sprzęgło i otworzyć zawór wody zawór wylotowy pompy odśrodkowej, tak aby zespół pompowy silnika wysokoprężnego zaczął normalnie pracować. zaopatrzenie w wodę. Po przetestowaniu zespół pompowy z silnikiem Diesla może zassać wodę 2 metry poniżej rury wlotowej pompy odśrodkowej do komory pompy odśrodkowej.
Wyżej wymieniony zespół pomp samozasysających do silników wysokoprężnych, wykorzystujący przepływ spalin z silnika wysokoprężnego do uzyskania podciśnienia, charakteryzuje się następującą charakterystyką:
1. Skutecznie rozwiązać problem samozasysania zestawu pompowego silnika wysokoprężnego;
2. Rurka Venturiego jest niewielka, lekka i zwarta, a jej koszt jest niższy niż w przypadku zwykłych systemów pomp próżniowych. Dlatego zestaw pompowy z silnikiem wysokoprężnym o tej konstrukcji oszczędza miejsce zajmowane przez sprzęt i koszty instalacji, a także zmniejsza koszty inżynieryjne.
3. Zespół pompowy do silnika wysokoprężnego o tej konstrukcji zwiększa zakres zastosowania agregatu pompowego do silnika wysokoprężnego i poprawia zakres stosowania agregatu pompowego do silnika wysokoprężnego;
4. Zwężka Venturiego jest łatwa w obsłudze i konserwacji. Zarządzanie nim nie wymaga zatrudnienia etatowego personelu. Ponieważ nie ma mechanicznej części przekładni, hałas jest niski i nie trzeba zużywać oleju smarowego.
5. Zwężka Venturiego ma prostą konstrukcję i długą żywotność.
Powód, dla którego zespół pompowy silnika wysokoprężnego o tej konstrukcji może zasysać wodę poniżej wlotu wody pompy odśrodkowej i w pełni wykorzystywać gazy spalinowe odprowadzane podczas pracy silnika wysokoprężnego do przepływu przez zwężkę Venturiego stanowiącą główny element przy dużej prędkości obrotowej, powoduje powstanie zestawu pompowego silnika wysokoprężnego, który oryginalnie nie posiada funkcji samozasysania. Z funkcją samozasysania.
Rozwiązanie: Poprawić wysokość absorpcji wody przez zestaw pompowy silnika wysokoprężnego
Opisany powyżej zestaw pomp samozasysających do silnika wysokoprężnego pełni funkcję samozasysającą, wykorzystując gazy spalinowe odprowadzane z silnika wysokoprężnego do przepływu przez zwężkę Venturiego w celu uzyskania podciśnienia. Jednakże płynem napędowym w zestawie pompowym silnika wysokoprężnego o tej konstrukcji są spaliny odprowadzane przez silnik wysokoprężny, a ciśnienie jest stosunkowo niskie, więc powstające podciśnienie jest również stosunkowo niskie, co ogranicza wysokość absorpcji wody przez pompę odśrodkową pompę, a także ogranicza zakres zastosowania zestawu pompowego. Jeżeli wysokość ssania pompy odśrodkowej ma zostać zwiększona, należy zwiększyć stopień podciśnienia w obszarze ssania rurki Venturiego. Zgodnie z zasadą działania zwężki Venturiego, aby poprawić stopień podciśnienia w obszarze ssania zwężki Venturiego, należy zaprojektować dyszę roboczą zwężki Venturiego. Może stać się dyszą dźwiękową lub nawet dyszą naddźwiękową, a także zwiększać pierwotne ciśnienie płynu dynamicznego przepływającego przez zwężkę Venturiego.
Aby zwiększyć pierwotne ciśnienie płynu napędowego Venturiego przepływającego w zespole pompowym silnika wysokoprężnego, w rurze wydechowej silnika wysokoprężnego można zamontować turbosprężarkę [3]. Turbosprężarka [3] jest urządzeniem sprężającym powietrze, które wykorzystuje bezwładnościowy impuls gazów spalinowych odprowadzanych z silnika do wpychania turbiny w komorę turbiny, turbina napędza współosiowy wirnik, a wirnik spręża powietrze. Jego strukturę i zasadę działania pokazano na rysunku 3. . Turbosprężarki dzielą się na trzy typy: wysokociśnieniowe, średniociśnieniowe i niskociśnieniowe. Wyjściowe ciśnienia sprężonego gazu wynoszą: wysokie ciśnienie jest większe niż 0,3 MPa, średnie ciśnienie wynosi 0,1-0,3 MPa, niskie ciśnienie jest mniejsze niż 0,1 MPa, a ciśnienie wyjściowe sprężonego gazu przez turbosprężarkę jest stosunkowo stabilne. Jeżeli jako płyn napędowy Venturiego wykorzystany zostanie sprężony gaz wprowadzany przez turbosprężarkę, można uzyskać wyższy stopień podciśnienia, czyli zwiększyć wysokość absorpcji wody przez zespół pompowy silnika wysokoprężnego.
五: wnioski:Grupa pomp samozasysających do silników wysokoprężnych, wykorzystująca przepływ gazów spalinowych z silnika wysokoprężnego do uzyskania podciśnienia, w pełni wykorzystuje szybki przepływ spalin, zwężkę Venturiego oraz technologię turbodoładowania powstającą podczas pracy silnika wysokoprężnego silnik do usuwania gazu z wnęki pompy i rury wlotowej wody pompy odśrodkowej. Wytwarza się próżnię, a woda znajdująca się poniżej źródła wody pompy odśrodkowej jest zasysana do rury wlotowej wody i wnęki pompy pompy odśrodkowej, dzięki czemu grupa pomp silnika wysokoprężnego działa samozasysająco. Zestaw pomp do silnika wysokoprężnego o tej konstrukcji ma zalety prostej konstrukcji, wygodnej obsługi i niskiego kosztu oraz poprawia zakres zastosowania zestawu pomp do silnika wysokoprężnego.
Czas publikacji: 17 sierpnia 2022 r