Resumo: Este artigo apresenta uma unidade de bomba autoescorvante para motor diesel que utiliza o fluxo de gases de escape do motor diesel para obter vácuo, incluindo bomba centrífuga, motor diesel, embreagem, tubo Venturi, silenciador, tubo de escape, etc. o motor diesel é composto por embreagem e acoplamento. O silenciador é conectado ao eixo de entrada da bomba centrífuga e uma válvula gaveta é instalada na porta de escape do silenciador do motor diesel; um tubo de escape é adicionalmente disposto na lateral do silenciador, e o tubo de escape é conectado à entrada de ar do tubo Venturi, e a lateral do tubo Venturi A interface da estrada é conectada à porta de exaustão da câmara da bomba do bomba centrífuga, uma válvula gaveta e uma válvula unidirecional de vácuo são instaladas na tubulação, e um tubo de saída é conectado à porta de exaustão do tubo Venturi. O gás de exaustão descarregado do motor diesel é descarregado no tubo venturi, e o gás na câmara da bomba centrífuga e na tubulação de entrada de água da bomba centrífuga é bombeado para fora para formar um vácuo, de modo que a água fique abaixo do a entrada de água da bomba centrífuga é sugada para dentro da câmara da bomba para realizar a drenagem normal.
A unidade de bomba com motor diesel é uma unidade de bomba de abastecimento de água movida por um motor diesel, que é amplamente utilizada em drenagem, irrigação agrícola, proteção contra incêndio e transferência temporária de água. As bombas com motor diesel são frequentemente usadas em condições onde a água é retirada abaixo da entrada de água da bomba d'água. Atualmente, os seguintes métodos são frequentemente usados para bombear água nesta condição:
01、 Instale uma válvula inferior na extremidade do tubo de entrada da bomba d'água na piscina de sucção: antes de ligar o conjunto bomba do motor diesel, encha a cavidade da bomba d'água com água. Depois que o ar na câmara da bomba e a tubulação de entrada de água da bomba d'água forem drenados, ligue o conjunto da bomba do motor diesel para obter o fornecimento normal de água. Como a válvula inferior está instalada no fundo da piscina, se a válvula inferior falhar, a manutenção será muito inconveniente. Além disso, para um conjunto de bombas com motor diesel de grande vazão, devido à grande cavidade da bomba e ao grande diâmetro do tubo de entrada de água, é necessária uma grande quantidade de água e o grau de automação é baixo, o que é muito inconveniente de usar .
02、 O conjunto de bomba de motor diesel está equipado com um conjunto de bomba de vácuo de motor diesel: primeiro ligando o conjunto de bomba de vácuo de motor diesel, o ar na câmara da bomba e na tubulação de entrada de água da bomba de água é bombeado para fora, gerando assim um vácuo , e a água da fonte de água entra na tubulação de entrada da bomba de água e na câmara da bomba sob a ação da pressão atmosférica. No interior, reinicie o conjunto da bomba do motor diesel para obter o abastecimento normal de água. A bomba de vácuo neste método de absorção de água também precisa ser acionada por motor diesel, e a bomba de vácuo precisa ser equipada com separador vapor-água, o que não só aumenta o espaço ocupado do equipamento, mas também aumenta o custo do equipamento .
03 、 A bomba autoescorvante é combinada com o motor diesel: a bomba autoescorvante tem baixa eficiência e grande volume, e a bomba autoescorvante tem um fluxo pequeno e baixa elevação, que não pode atender aos requisitos de uso em muitos casos . A fim de reduzir o custo do equipamento do conjunto bomba motor diesel, reduzir o espaço ocupado pelo conjunto bomba, ampliar a faixa de utilização do conjunto bomba motor diesel e aproveitar ao máximo os gases de escape gerados pelo motor diesel funcionando em alta velocidade através do tubo Venturi [1], a cavidade da bomba centrífuga e a bomba centrífuga entram O gás na tubulação de água é descarregado através da interface de sucção do tubo Venturi conectado à porta de exaustão da câmara da bomba centrífuga, e um vácuo é gerado na câmara da bomba do a bomba centrífuga e a tubulação de entrada de água da bomba centrífuga, e a água na fonte de água inferior à entrada de água da bomba centrífuga está sob a ação da pressão atmosférica, ela entra na tubulação de entrada de água da bomba de água e o cavidade da bomba centrífuga, enchendo assim a tubulação de entrada de água da bomba centrífuga e a cavidade da bomba centrífuga e, em seguida, inicia a embreagem para conectar o motor diesel à bomba centrífuga, e a bomba centrífuga começa a realizar o abastecimento normal de água.
二: o princípio de funcionamento do tubo Venturi
Venturi é um dispositivo de obtenção de vácuo que utiliza fluido para transferir energia e massa. Sua estrutura comum é mostrada na Figura 1. É composto por um bico de trabalho, uma área de sucção, uma câmara de mistura, uma garganta e um difusor. É um gerador de vácuo. O principal componente do dispositivo é um elemento de vácuo novo, eficiente, limpo e econômico que utiliza uma fonte de fluido de pressão positiva para gerar pressão negativa. O processo de trabalho para obtenção de vácuo é o seguinte:
01 、 A seção do ponto 1 ao ponto 3 é o estágio de aceleração do fluido dinâmico no bico de trabalho. O fluido motriz de pressão mais alta entra no bocal de trabalho do Venturi a uma velocidade mais baixa na entrada do bocal de trabalho (seção do ponto 1). Ao fluir na seção cônica do bocal de trabalho (seção 1 a seção 2), pode-se saber pela mecânica dos fluidos que, para a equação de continuidade do fluido incompressível [2], o fluxo dinâmico do fluido Q1 da seção 1 e a força dinâmica da seção 2 A relação entre a vazão Q2 do fluido é Q1 = Q2,
Ciliceto A1v1 = A2v2
Na fórmula, A1, A2 é a área da seção transversal do ponto 1 e do ponto 2 (m2);
v1, v2 — a velocidade do fluido fluindo através da seção do ponto 1 e da seção do ponto 2, m/s.
Pode-se observar pela fórmula acima que quanto maior a seção transversal, a velocidade do fluxo diminui; a redução da seção transversal, a velocidade do fluxo aumenta.
Para tubos horizontais, de acordo com a equação de Bernoulli para fluidos incompressíveis
P1+（1/2）*ρv12=P2+(1/2)ρv22
Na fórmula, P1, P2 - a pressão correspondente na seção transversal do ponto 1 e ponto 2 (Pa)
v1, v2 — velocidade do fluido (m/s) fluindo através da seção no ponto 1 e no ponto 2
ρ — densidade do fluido (kg/m³)
Pode-se observar pela fórmula acima que a velocidade do fluxo do fluido dinâmico aumenta continuamente e a pressão diminui continuamente da seção do ponto 1 para a seção do ponto 2. Quando v2>v1, P1>P2, quando v2 aumenta até um determinado valor (pode atingir a velocidade do som), P2 será menor que uma pressão atmosférica, ou seja, será gerada pressão negativa na seção do ponto 3.
Quando o fluido motriz entra na seção de expansão do bocal de trabalho, ou seja, na seção do ponto 2 até a seção no ponto 3, a velocidade do fluido motriz continua a aumentar e a pressão continua a cair. Quando o fluido dinâmico atinge a seção de saída do bocal de trabalho (seção no ponto 3), a velocidade do fluido dinâmico atinge o máximo e pode atingir a velocidade supersônica. Neste momento, a pressão na seção do ponto 3 atinge o mínimo, ou seja, o grau de vácuo atinge o máximo, podendo chegar a 90Kpa.
02.、A seção do ponto 3 ao ponto 5 é a etapa de mistura do fluido motriz e do fluido bombeado.
O fluido de alta velocidade formado pelo fluido dinâmico na seção de saída do bocal de trabalho (seção no ponto 3) formará uma área de vácuo perto da saída do bocal de trabalho, de modo que o fluido aspirado próximo à pressão relativamente alta será sugado sob a ação da diferença de pressão. para a sala de mixagem. O fluido bombeado é sugado para dentro da câmara de mistura na seção do ponto 9. Durante o fluxo da seção do ponto 9 para a seção do ponto 5, a velocidade do fluido bombeado aumenta continuamente e a pressão continua a cair para a potência durante a seção da seção do ponto 9 para a seção do ponto 3. A pressão do fluido na seção de saída do bico de trabalho (ponto 3).
Na seção da câmara de mistura e na seção frontal da garganta (seção do ponto 3 ao ponto 6), o fluido motor e o fluido a ser bombeado começam a se misturar, e o momento e a energia são trocados, e a energia cinética convertida do a energia potencial de pressão do fluido motriz é transferida para o fluido bombeado. fluido, de modo que a velocidade do fluido dinâmico diminui gradualmente, a velocidade do corpo sugado aumenta gradualmente e as duas velocidades diminuem gradualmente e se aproximam. Finalmente, no trecho do ponto 4, as duas velocidades atingem a mesma velocidade, e a garganta e o difusor do venturi são descarregados.
三:A composição e princípio de funcionamento do grupo de bombas autoescorvantes que utiliza o fluxo dos gases de escape do motor diesel para obter vácuo
O escapamento do motor diesel refere-se aos gases de escapamento emitidos por um motor diesel após a queima do óleo diesel. Pertence aos gases de escape, mas esses gases de escape possuem uma certa quantidade de calor e pressão. Após testes realizados pelos departamentos de pesquisa relevantes, a pressão dos gases de escape descarregados de um motor diesel equipado com turboalimentador [3] pode atingir 0,2 MPa. Do ponto de vista do uso eficiente de energia, proteção ambiental e redução de custos operacionais, tornou-se tema de pesquisa o aproveitamento dos gases de escape liberados pela operação do motor diesel. O turbocompressor [3] utiliza os gases de escape descarregados da operação do motor diesel. Como componente de potência, é utilizado para aumentar a pressão do ar que entra no cilindro do motor diesel, para que o motor diesel possa ser queimado mais plenamente, de modo a melhorar o desempenho de potência do motor diesel, melhorar o específico potência, melhorar a economia de combustível e reduzir o ruído. A seguir, é apresentado um tipo de uso do gás de escape descarregado da operação do motor diesel como fluido de potência, e o gás na câmara da bomba centrífuga e no tubo de entrada de água da bomba centrífuga é sugado através do Venturi tubo, e o vácuo é gerado na câmara da bomba centrífuga e no tubo de entrada de água da bomba centrífuga. Sob a ação da pressão atmosférica, a água inferior à fonte de água da entrada da bomba centrífuga entra na tubulação de entrada da bomba centrífuga e na cavidade da bomba centrífuga, preenchendo assim a tubulação de entrada e a cavidade da bomba da bomba centrífuga bomba e liga a bomba centrífuga para obter o abastecimento normal de água. Sua estrutura é mostrada na Figura 2, e o processo de operação é o seguinte:
Conforme mostrado na Figura 2, a entrada de água da bomba centrífuga é conectada à tubulação submersa na piscina abaixo da saída da bomba d'água, e a saída de água é conectada à válvula de saída da bomba d'água e à tubulação. Antes de o motor diesel funcionar, a válvula de saída de água da bomba centrífuga é fechada, a válvula gaveta (6) é aberta e a bomba centrífuga é separada do motor diesel através da embreagem. Depois que o motor diesel dá partida e funciona normalmente, a válvula gaveta (2) é fechada e os gases de escape descarregados do motor diesel entram no tubo Venturi através do tubo de escape (4) do silenciador e são descarregados do tubo de escape ( 11). Neste processo, de acordo com o princípio do tubo Venturi, o gás na câmara da bomba centrífuga entra no tubo Venturi através da válvula gaveta e do tubo de escape, e é misturado com os gases de escape do motor diesel e depois descarregado do o tubo de escape. Desta forma, um vácuo é formado na cavidade da bomba centrífuga e na tubulação de entrada de água da bomba centrífuga, e a água na fonte de água inferior à entrada de água da bomba centrífuga entra na cavidade da bomba da bomba centrífuga através do tubo de entrada de água da bomba centrífuga sob a ação da pressão atmosférica. Quando a cavidade da bomba centrífuga e a tubulação de entrada de água estiverem cheias de água, feche a válvula gaveta (6), abra a válvula gaveta (2), conecte a bomba centrífuga ao motor diesel através da embreagem e abra a água válvula de saída da bomba centrífuga, para que o conjunto motobomba do motor diesel passe a funcionar normalmente. fornecimento de água. Após o teste, o conjunto da bomba do motor diesel pode sugar água 2 metros abaixo do tubo de entrada da bomba centrífuga para a cavidade da bomba centrífuga.
O grupo de bombas autoescorvantes do motor diesel acima mencionado que utiliza o fluxo dos gases de escape do motor diesel para obter vácuo tem as seguintes características:
1. Resolva efetivamente a capacidade de escorvamento automático do conjunto de bombas do motor diesel;
2. O tubo Venturi é pequeno em tamanho, leve e compacto em estrutura, e seu custo é inferior ao dos sistemas comuns de bomba de vácuo. Portanto, o conjunto bomba com motor diesel desta estrutura economiza o espaço ocupado pelo equipamento e o custo de instalação, além de reduzir o custo de engenharia.
3. O conjunto de bombas com motor diesel desta estrutura torna o uso do conjunto de bombas com motor diesel mais extenso e melhora a faixa de uso do conjunto de bombas com motor diesel;
4. O tubo Venturi é fácil de operar e manter. Não requer pessoal em tempo integral para gerenciá-lo. Como não há peça de transmissão mecânica, o ruído é baixo e nenhum óleo lubrificante precisa ser consumido.
5. O tubo Venturi possui uma estrutura simples e uma longa vida útil.
A razão pela qual o conjunto de bomba do motor diesel desta estrutura pode sugar a água abaixo da entrada de água da bomba centrífuga e aproveitar ao máximo os gases de escape descarregados da operação do motor diesel para fluir através do componente central tubo Venturi em alta velocidade, faz com que o conjunto bomba do motor diesel não possua originalmente a função autoescorvante. Com função autoescorvante.
四: Melhorar a altura de absorção de água do conjunto de bomba do motor diesel
O conjunto de bomba autoescorvante do motor diesel descrito acima tem uma função autoescorvante usando o gás de escape descarregado do motor diesel para fluir através do tubo Venturi para obter vácuo. Porém, o fluido de potência na bomba do motor diesel com esta estrutura é o gás de escape descarregado pelo motor diesel, e a pressão é relativamente baixa, portanto, o vácuo resultante também é relativamente baixo, o que limita a altura de absorção de água da centrífuga bomba e também limita a faixa de utilização do conjunto motobomba. Se a altura de sucção da bomba centrífuga for aumentada, o grau de vácuo da área de sucção do tubo Venturi deverá ser aumentado. De acordo com o princípio de funcionamento do tubo Venturi, para melhorar o grau de vácuo da área de sucção do tubo Venturi, deve ser projetado o bico de trabalho do tubo Venturi. Ele pode se tornar um tipo de bico sônico, ou mesmo um tipo de bico supersônico, e também aumentar a pressão original do fluido dinâmico que flui através do Venturi.
Para aumentar a pressão original do fluido motriz Venturi que flui no conjunto bomba do motor diesel, um turbocompressor pode ser instalado no tubo de escape do motor diesel [3]. O turbocompressor [3] é um dispositivo de compressão de ar, que usa o impulso inercial dos gases de escape descarregados do motor para empurrar a turbina na câmara da turbina, a turbina aciona o impulsor coaxial e o impulsor comprime o ar. Sua estrutura e princípio de funcionamento são mostrados na Figura 3. . O turboalimentador é dividido em três tipos: alta pressão, média pressão e baixa pressão. As pressões do gás comprimido de saída são: a alta pressão é superior a 0,3 MPa, a pressão média é 0,1-0,3 MPa, a baixa pressão é inferior a 0,1 MPa e a saída de gás comprimido pelo turbocompressor é uma pressão relativamente estável. Se a entrada de gás comprimido pelo turboalimentador for utilizada como fluido de força Venturi, pode-se obter um maior grau de vácuo, ou seja, aumenta-se a altura de absorção de água do conjunto bomba do motor diesel.
Exemplo: conclusões:O grupo de bombas autoescorvantes do motor diesel que utiliza o fluxo dos gases de escape do motor diesel para obter vácuo aproveita ao máximo o fluxo de alta velocidade dos gases de escape, o tubo Venturi e a tecnologia de turboalimentação gerada durante a operação do diesel motor para extrair o gás na cavidade da bomba e no tubo de entrada de água da bomba centrífuga. Um vácuo é gerado e a água abaixo da fonte de água da bomba centrífuga é sugada para o tubo de entrada de água e para a cavidade da bomba centrífuga, de modo que o grupo de bombas do motor diesel tenha um efeito autoescorvante. O conjunto de bombas com motor diesel desta estrutura tem as vantagens de estrutura simples, operação conveniente e baixo custo, e melhora a faixa de utilização do conjunto de bombas com motor diesel.
Horário da postagem: 17 de agosto de 2022