Wiki ТНТУ - Внесок користувача [uk]

Ежекційний насос

2011-09-17T12:10:07Z

INHORN:

'''Ежекційні насоси (ежектори)''' - (фр. éjecteur, від éjecter - викидати від лат. Ejicio) - гідравлічні пристрої, в яких відбувається передача кінетичної енергії від одного середовища, що рухається з більшою швидкістю, до іншої. Ежектор, працюючи за законом Бернуллі, створює в звужуючому перетині знижений тиск одного середовища, що викликає підсмоктування в потік іншого середовища, яка потім переноситься і віддаляється від місця всмоктування енергією першого середовища.Ежектори використовуються в струменевих насосах, наприклад водоструминні, рідинно-ртутних, паро-ртутних, паромасляних.
''Струменевий насос'' - пристрій для нагнітання (інжектор) або відсмоктування (ежектор) рідких або газоподібних речовин, транспортування гідросумішей (гідроелеватор), дія якого заснована на захопленні нагнітаючої (відкачуваної) речовини струменем рідини, пари або газу (відповідно розрізняють рідкоструминні, пароструминні і газоструминні насоси ).

== Принцип дії ==

[[Файл:струменевий насос.jpg|center|400px|thumb|]]
Струменеві насоси мають найбільш широку область застосування і найбільшу різноманітність конструкцій. Одним з них є водоструминний насос, дія якого складається в основному з трьох процесів:

* Перетворення потенціальної енергії робочої рідини в кінетичну (у конічному насадці),
* Обмін кількістю руху між частками робочої рідини і подаючого середовища (в камері змішання),
* Переходу кінетичної енергії суміші робочої і транспортуючої рідини в потенціальну (в дифузорі).

Коли рідина (або газ) протікає по трубі, що має звуження, тиск у звуженні виявляється нижче, ніж в інших частинах труби (якщо при цьому швидкість потоку у звуженні не досягає швидкості звуку). Завдяки цьому в камері змішування створюється розрідження, що забезпечує всмоктування подаючого середовища. Потім тиск суміші робочої і транспортуючої рідин значно підвищується в результаті зниження швидкості руху, що робить можливим нагнітання. Струменеві насоси прості по пристрою, надійні і довговічні в експлуатації, але їх ККД не перевищує 30%.

Вперше це було встановлено італійським фізиком Дж. Вентурі (1746-1822), на ім'я якого була названа трубка, заснована на даному явищі. Якщо відсмоктуючий обсяг приєднати до труби в місці її звуження, то газ з нього буде переходити в область зниженого тиску й нестися струменем рідини.

== Пароструминні ежектори ==

[[Файл:пароструминний ежектор.jpg|right|400px|thumb|]]
Простий лабораторний водяний насос відкачує повітря за допомогою води, що протікає по трубці з звуженням. У промисловості ж отримали широке поширення ежекторів, робочим середовищем яких служить водяна пара. Такі пароструминні ежектори застосовуються в найрізноманітніших процесах, що вимагають знижених температур і тисків. Промисловість випускає пароструминні ежектори різних типорозмірів з різним числом ступенів, що дозволяють відкачувати в промислових масштабах рідини і гази з технологічних апаратів, підтримуючи в них знижений тиск. Основні переваги таких насосів - простота конструкції, практично виключає необхідність в ремонті та обслуговуванні, висока продуктивність, хороші вакуумні характеристики, мале споживання енергії і низька вартість. Діапазон робочого вакууму - від атмосферного тиску до 10-4 атмосферного і нижче. Схема пароструминного ежектора простої промислової конструкції представлена на малюнку.

== Розрахунок струменевих насосів ==

Нехтуючи втратами напору на тертя і подолання місцевих опорів, можна визначити потужність, витрачену на перекачування рідини,

<math>N_3=\rho\ gQpHp</math>

і корисну потужність

<math>N_\Pi\ = \rho\ gQ_\Pi\ H_\Pi\</math>.

Тоді ККД струминного насоса

<math>\eta\ = Q_\Pi H_\Pi/Q_pH_p</math>,

де <math>Q_\Pi</math> - подача струменевого насоса, ''м3 / с''; <math>H_\Pi</math> - висота підйому рідини, що перекачується, ''м''; <math>Q_p</math> - витрата робочої рідини, ''м3 / с''; <math>H_p</math> - робочий напір, ''м''.

Відношення витрати рідини, що перекачується до витрати робочої називається коефіцієнтом підсмоктування або безрозмірною витратою

<math>u= Q_\Pi / Q_p</math>

а відношення висоти підйому рідини до повного напору - безрозмірним напором

<math>h= H_\Pi / (H_p H_\Pi)</math>.

Залежно від значення коефіцієнта підсосу і відносного напору значення ККД струменевих насосів лежать в межах 0,15-0,25.

Розрахунок струменевих насосів при заданих <math>Q_\Pi</math>, <math>Q_p</math>, <math>H_\Pi</math> і <math>H_p</math> зводиться до знаходження оптимального діаметра отвору сопла, діаметра і довжини камери змішання, а також розмірів дифузора. Наближено витрата робочої рідини, який необхідно подати до сопла струменевого насоса, можна визначити за формулою

<math>Q_p=Q_\Pi H_\Pi / \eta\ (H_p-H_\Pi)</math>.

Струменеві насоси використовуються для підйому води з артезіанських свердловин, для водовідливу і водозниження при виробництві будівельних робіт, для підмішування гарячої води в системах опалення. На каналізаційних спорудах їх використовують, наприклад, для видалення осаду з пісковловлювачів і перемішування мулу в метантенках. Струменеві насоси можна застосовувати також для відкачування повітря з відцентрових насосів перед їх пуском.

==Використання струменевих насосів (ежекторів) ==

Струменеві насоси використовують, щоб відкачати повітря перед запуском відцентрового насоса.
Вони хоч і мають досить низький ККД, часто виявляються незамінними. Їх використовують у харчовій промисловості, для відкачування рідини з резервуарів, якщо інші насоси не підходять. Досить широко струменеві насоси використовуються у процесах видобутку нафти , особливо в умовах з підвищеним газовим фактором. За кордоном струменеві насоси широко застосовуються для відкачування нафти з свердловин. Для цього на майданчику свердловини виконується автономна, досить складна система, що складається з насосів, сепараторів та іншої спеціальної техніки. У різних країнах розроблено багато модифікацій струменевих насосів і програм розрахунку їх режимів та геометрії для оптимальної роботи в різних умовах. У Росії струменеві насоси використовувалися в основному для освоєння свердловин. Найбільш відомими є струменеві насоси УОС-1 та їх модифікації, розроблені ІФІНГ. Проте конструкція цих та інших відомих струменевих насосів не підходить для поєднання з роботою гідродинамічних генераторів коливань. Струменеві насоси використовують, щоб відкачати повітря перед запуском відцентрового насоса. Перевагою струменевих насосів можна вважати простий монтаж в трубопровід, невеликі розміри. Використовуються вони і як додаткові насоси. Наприклад, рідину з пісковловлювачів відкачують саме струминними насосами - в каналізаційних системах. Також струменеві насоси знайшли застосування в системах пожежогасіння.
В цілому, можна сказати, що струменеві насоси, незважаючи на свою простоту, все ще актуальні.

== Див. також ==
*[http://wiki.tntu.edu.ua/Рівняння_Бернуллі_для_елементарної_струминки_реальної_рідини Рівняння_Бернуллі_для_елементарної_струминки_реальної_рідини]
*[http://wiki.tntu.edu.ua/Рівняння_Бернуллі_для_потоку_реальної_рідини Рівняння_Бернуллі_для_потоку_реальної_рідини]
*[http://wiki.tntu.edu.ua/Інжекція Інжекція]

== Література ==
*Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: «Донбас», 2004.
*Левицький Б.Ф., Лещій Н.П. Гідравліка.Загальний курс - Львів: Cвіт,1994.-264с.
*О.М. Коваленко,Т.О. Шевченко Інженерна гідравліка. Розділ I. Рух рідини в закритих руслах – Харків: ХНАМГ, 2007.-76 с.
*П. В. Лобачева "Насосы и насосные станции"

== Джерела ==

http://dic.academic.ru/

http://ru.teplowiki.org

Гідромуфта

2011-09-17T12:07:11Z

INHORN:

Гідромуфта (рос. гидромуфта, англ. oil clutch, hydraulic clutch, hydraulic clutor, fluid coupling; нім. hydraulische Muffe f, Flüssigkeitkupplung f, Hydroflexkupplung f, Strömungskupplung f) – гідравлічний механізм, що передає обертовий рух. Застосовують у трансмісіях автомашин, у тепловозах тощо. В гірничій промисловості Г. поширені в приводах підземних конвеєрів.

Г. – надійний захист від перевантаження, полегшують пуск двигуна, згладжують крутильні коливання, поштовхи та вібрації, які виникають між двигуном та машиною. При багатодвигуновому приводі Г. забезпечують рівномірний розподіл навантаження між окремими дви-гунами.

Г. складаються з насосного та турбінного лопатевих коліс, з яких перше закріплене на ведучому, а друге – на веденому валах. При обертанні насосного колеса рідина утворює вихрове гідравлічне кільце (тор), яке є передає потужність від ведучого вала до веденого. Ковзання в Г. складає 3-5%.

В підземних конвеєрах використовують так звані запобіжні Г., характерною конструктивною особливістю яких є додаткова камера збоку насосного колеса.

называется турбинным колесом.

В отличие от гидротрансформатора, моменты на насосном и турбинном колёсах всегда практически одинаковы.

Фактически насосное колесо представляет собой лопастной насос, турбинное — лопастной гидравлический двигатель. Оба эти колеса находятся в одном герметичном корпусе и максимально сближены друг с другом (но не соприкасаются), и жидкость при вращении насосного колеса попадает непосредственно на турбинное колесо, сообщая последнему вращающий момент.

Коэффициентом трансформации гидромуфты называют отношение угловой скорости ведомого вала к угловой скорости ведущего вала:

i = \frac{\omega_2}{\omega_1},

где ω2, — угловая скорость ведомого вала; ω1 — угловая скорость ведущего вала.

Также можно утверждать, что коэффициент трансформации равен отношению частоты вращения ведомого вала к частоте вращения ведущего вала.

Учитывая равенство моментов на ведущем и ведомом валах, можно записать, что КПД гидромуфты равен коэффициенту трансформации:

\eta = \frac{N_2}{N_1} = \frac{M_2 * \omega_2}{M_1 * \omega_1} = \frac{\omega_2}{\omega_1} = i,

где N2 и N1 — мощность, соответственно, на ведомом и ведущем валах; M2 и M1 — момент вращения на ведомом и ведущем валах.

Гидромуфты применяются в коробках передач автомобилей, некоторых тракторов, в авиации и других областях техники.

Перед механическими муфтами, гидромуфты имеют те преимущества, что ограничивают максимальный передаваемый момент, и таким образом, предохраняют приводной двигатель от перегрузок (что особенно важно при пуске двигателя), а также сглаживают пульсации момента.

Однако КПД гидравлической муфты ниже, чем КПД механической.
[править] История

Создание первых гидродинамических передач связано с развитием в конце XIX века судостроения. В то время в морском флоте стали применять быстроходные паровые машины. Однако, из-за кавитации, повысить число оборотов гребных винтов не удавалось. Это потребовало применения дополнительных механизмов. Поскольку технологии в то время не позволяли изготавливать высокооборотистые шестерённые передачи, то потребовалось создание принципиально новых передач. Первым таким устройством с относительно высоким КПД явился изобретённый немецким профессором Г. Фётингером гидравлический трансформатор (патент 1902 года)[1], представлявший собой объединённые в одном корпусе насос, турбину и неподвижный реактор. Однако первая применённая на практике конструкция гидродинамической передачи была создана в 1908 году, и имела КПД около 83 %. Позднее гидродинамические передачи нашли применение в автомобилях. Они повышали плавность трогания с места. В 1930 году Гарольд Синклер (англ. Harold Sinclair), работая в компании Даймлер, разработал для автобусов трансмиссию, включающую гидромуфту и планетарную передачу[2]. В 1930-х годах производились первые дизельные локомотивы, использовавшие гидромуфты[3].

В СССР первая гидравлическая муфта была создана в 1929 году.
[править] См. также

Муфта (механическое устройство)
Фрикционная муфта
Гидроподжимная муфта
Гидродинамическая передача
Гидротрансформатор

[править] Примечания

↑ Автоматические коробки передач (АКПП) — История
↑ Light and Heavy Vehicle Technology, Malcolm James Nunney, p 317 (Google Books link)
↑ Illustrated Encyclopedia of World Railway Locomotives, Patrick Ransome-Wallis, p 64 (ISBN 0-486-41247-4, 9780486412474 Google Books link)

[править] Литература

Лепешкин А.В., Михайлин А. А., Шейпак А.А. Гидравлика и гидропневмопривод: Учебник, ч.2. Гидравлические машины и гидропневмопривод. / под ред. А. А. Шейпака. - М.: МГИУ, 2003. - 352 с.

2011-05-18T13:22:13Z

INHORN:

Обговорення:Дифузор

2011-05-18T05:59:03Z

2011-05-10T19:15:45Z

INHORN:

Бабій Ігор Анатолійович КА-22

Олег Ксаверович, в мене таке питання : загружаю фото,а пише що файл пошкодженний...що це може означати,чи можливор це через малий обсяг картинки (40 кб) ???

Файл:Grubenluefter01.jpg

2011-05-10T19:09:29Z

INHORN:

Дифузор

2011-05-10T19:09:14Z

INHORN: /* Дифузор (наукове визначення) */

== Дифузор (наукове визначення) ==

'''Дифузор'''(у аерогідродинаміці) - частина каналу (труби), в якій відбуваються уповільнення (розширення) потоку і збільшення тиску. При швидкостях, не перевищують швидкості звуку, площа поперечного перерізу Дифузора вздовж потоку зростає, а при надзвукових швидкостях зменшується. Існує конструкція, зворотнього дифузору, звана '''конфузор''' - частина каналу, в якій відбувається з'єднання і плавний перехід більшого перерізу в менший. Рух повітря в конфузорі характеризується тим, що динамічний тиск у нього в напрямку руху потоку збільшується, а статичний - зменшується. Збільшується швидкість течії рідини чи газу.

[[Файл:Grubenluefter01.jpg]]

== Область застосування дифузорів ==
Дифузор застосовується в пристроях, у яких здійснюється переміщення рідин і газів (водопроводах, повітроводах, газопроводах, нафтопроводах, аеродинамічних трубах, реактивних двигунах та ін.) У електроакустиці частину механічної коливальної системи гучномовця, призначеної для порушення звукових хвиль у навколишньому повітрі.

==Технічний опис==

В області аеродинаміки, дифузор, наприклад, у надзвукових літаків, які використовуються для уповільнення повітря в турбіні двигуна на дозвуковій швидкості, леза, як потік повітря навколо роторів і статорів тільки в дозвуковій області повинно. Коли справа доходить до надзвукової швидкості на лопаті роторів і статорів в реактивному русі, відриває потік, камери згоряння душили, диск виходить з ладу. Крім того, ударні хвилі проходять через текуче середовище , яке може зруйнувати двигун.
У конічні сопла в напрямку потоку, який слід двигуна, повітря, то прискорює знову з надзвуковою швидкістю.

текучого середовища сама перебуває в надзвуковою швидкістю і також доступна на надзвуковій швидкості залишаються омолодити немає (наприклад, повітрозабірник Pulsertriebwerkes), то розширюються, сопла в напрямку потоку. У статті вмирають це парадоксальне явище пояснюється.
У гідродинаміці впливати на явищі кавітації застосовується, і аеродинаміки в області звуку, дифузор дуже складний компонент розраховується.
Для головки з кутом відкриття <math>\alpha > 8\,^{\circ}</math> (надкритичних дифузор) призводить до дисипації потоку через загін дифузор стіни, це призводить до сильної турбулентності у перехідній області в мертві зони. У раптового поперечного перерізу розширення (<math>\alpha = 90\,^{\circ}</math>) один і говорить про "Карно втрати шок", дифузор називається горло пластини. У такій дифузор, потік доходить до відстані близько восьми до десяти разів великого діаметра повернутися до цього питання.

Якість дифузор описується за "дифузор ефективності " <math>\eta_D</math> або "тиск точки відновлення ".
Розрахунок для нестисливої рідини (Маха <0,3)
Щодо проста, проте, ефект від дифузора у разі відмови від турбулентних і грузлих потоків (тобто, це не з-за різкої зміни перерізу або старійшина. Вихори і тертя середовища на стінах можна знехтувати) є. Тоді рівняння Бернуллі спрощений

:<math>p+\frac{1}{2}\rho v^2= \text{konstant}</math>
P називається статичний тиск, що діє на дифузор напам'ять, ρ щільність середовища і V його швидкості. (Примітка:. Рівнянню Бернуллі спрощеною про те, що відмінності у висоті не розглядаються) Як видно, статична зниження тиску р, коли потік збільшується швидкість V.

З durchströmmen в трубці зі змінним перерізом в кожній точці ж об'єму за одиницю часу має бути очевидно, що швидкість потоку v1 на перетині А1 швидкість потоку v2 в крос A2 розділі назад пропорційно відношенню перерізів себе, Є так повинні:

:<math>\frac{v_1}{v_2}=\frac{A_2}{A_1}</math> bzw. <math>v_2=\frac{A_1}{A_2} v_1</math>

Також застосовується для вище (спрощена) рівняння Бернуллі:

:<math>p_1+\frac{1}{2}\rho v_1^2 = \text{konstant} = p_2+\frac{1}{2}\rho v_2^2</math>

Обидва разом:

:<math>p_1+\frac{1}{2}\rho v_1^2=p_2+\frac{1}{2}\rho \left(\frac{A_1}{A_2} v_1 \right)^2</math>

або перетворені:

:<math>p_2-p_1 = \frac{1}{2}\rho v_1^2 \left(1-\left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2\right)</math>

Тобто, при збільшенні перерізу (дифузора: А2> А1), тиск збільшується (і зменшується витрата) і зі зменшенням перерізу (сопло: A2 <А1), тиск зменшується (і збільшує швидкість потоку).

Для дуже вузького перетину або дуже в'язких середовищ на додаток до урахуванням втрат на тертя, а також зустрітися раптові зміни в перетинах, що відбуваються турбулентності повинні бути прийняті до уваги (див. наступний розділ).

==Математичний опис ==

Коли раптове зміна перерізу, в динаміці рідини, визначені ξ рівень втрат:

:<math>\xi_D=(1-\left(\frac{A_1}{A_2}\right))^2</math>

З точки втрати і розширений набір Бернуллі гідравлічних труб (розгляд дисипації) наступним чином:

Енергія: <math>\Delta p=p_1-p_2+\frac{\rho}{2}(w_1^2-w_2^2)=\xi_D\frac{\rho}{2}w_1^2</math>

Масова закон збереження: <math>w_1=\frac{A_2}{A_1}w_2</math> für <math>\rho = \text{konstant}</math>

:<math>p_1-p_2=\frac{\rho}{2}\left(\xi_D w_1^2-(w_1^2-w_2^2)\right)=\frac{\rho}{2}w_1^2\cdot \left(\xi_D-1+\left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2 \right)</math>

== Конструкція дифузорів ==
* ''Акустичний дифузор''звичайно виготовляється із спеціальних сортів паперу і гнучко кріпиться до металевого корпусу гучномовця.
* ''Дифузор у фототехніці''пристосування для одержання фотографічного зображення м'якого малюнка. Являє собою: а) плоскопаралельну скляну пластинку з квадратною сіткою або концентричними колами, нанесеними алмазом на відстані 2-3 мм; б) вузькі смужки скла шириною 0,1 діаметру об'єктиву і товщиною 0,8-1 мм. Смужки і платівки зміцнюються в оправу, яка одягається на об'єктив фотоапарата або фотографічного збільшувача після наведення на різкість.
* ''Дифузор у виробництві глинозему''апарат для проточного вилуговування дробленого бокситового спека. Зазвичай 12-14 таких апаратів з'єднуються послідовно, утворюючи батарею. Особливість проточного вилуговування в Д. полягає в тому, що спекnh в них залишається весь час нерухомим на гратчастому днище, а розчин послідовно в кожному Д. просочується через товщу спека. Обмиваючи кожну окрему частку, а також проникаючи по порах всередину її, розчин витравлюють розчинні складові. В один кінець батареї подається гаряча вода, з ін зливається концентрований розчин алюмінату натрію. Всі Д. з'єднані трубопроводами; за допомогою кранів можна відключити будь-який з них, не порушуючи роботи інших. Д. з вилуженими спеков періодично відключають, а в ін кінці батареї замість нього включають Д. зі свіжим спікся. Зазвичай в батареї з 14 Д. 12 знаходяться в роботі, 1 під завантаженням і 1 під розвантаженням.
* ''Дифузор в харчовій промисловості''
* ''Дифузор у вентиляції''

== Література==
Ландау Лев Давидович | Ландау Л.Д., Ліфшиц, Євген Михайлович | Ліфшиц О.М. - Курс теоретичної фізики Ландау і Ліфшиця | Теоретична фізика (Том 6. Гідродинаміка). Глава II. В'язка рідина. § 23. Точні рішення рівнянь руху в'язкої рідини. Течії в дифузорі

== Посилання ==
* [http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00024/00300.htm?text=%D0%B4%D0%B8%D1%84%D1%84%D1%83%D0%B7%D0%BE%D1%80&stpar1=1.1.1 Определение «Диффузор»] в [[Большая советская энциклопедия|БСЭ]]

[[Категория:Гидродинамика]]
[[Категория:Вентиляция]]
[[Категория:Гидравлика]]

[[de:Diffusor]]
[[nl:Diffusor (stromingsleer)]]
[[uk:Дифузор]]