No title

Térfogat kiszorítású szivattyúk Üz.jell.: folyadékszállítás [m3/s], szállító magasság (energia) manómetrikus [J/kg] Hman: folyadékkal közölt energia, nyomó és szívócsonk közötti energia különbsége. I. szívócsonk energia: pI

eI 





C I2  gZ I 2

II. kilépőcsonk energia: p II

eI  pI



p II









C II2  gZ II 2

C I2  gZ 2 C II2



2

 H man 

I

 gZ

II

C II2  C I2  2  Z I )  C II  C I ; p II  p I

H man 



 g ( Z II



Z II  Z I H man 

p II  p I



Berendezés szállító magasság: Ahonnan, ahová szállít, (energia különbség). Jele: HB Hman> HB, mert hogy Hman= =HB+hsz’+hny’ hsz’: szívócső veszteség hny’: nyomócső veszteség hsz'   ' hny 

HB 

l sz d sz l ny d ny

 

C sz2 2

2 C ny

p 2  p1

2 

   

C sz2 2

2 C ny

C 22  C12

2  gH 0

: csősúrlódási tényező : beépített szerelvények veszteség tényezője l : hossz [m] d: átmérő [m] C: [J/kg]=[m2/s2] Az, hogy a folyadék sebességgel lép ki a nyomócsőből, veszteséget jelent. Ez a nyomócső vesztesége. Statikus szállító magasság Ahonnan, ahová szállít energia különbség. Jele: Hst Hman> Hst, mert hogy Hman= =Hst+hsz’+hny’ 

2

l sz

hsz'   ' hny



d sz



l ny d ny

C sz2



2 2 C ny

2

   

C sz2 2 2 C ny

2



C 22



2 

kilépő seb energia

H st 

p 2  p1



0  C12

 gH 0

A Hst < HB < Hman. Hasznos teljesítmény a térfogat kiszorításos szivattyúknál. Phat = QvalHman 

Ph

Pösszes 

2



 összes Qval H man     v   hidr   me ch Q H  P  elm elm  indukált  me ch  me ch

v: volumetrikus (résveszt.) h: hidraulikus (szállító magasság) m: mechanikus (súrlódások) v  h  m 

Qval

Qelm H man He



H man H man  h'

Pö  Pv Pö

He: elméleti szállító magasság h’: hengeren belüli áramlási veszteség. 55. ábra Szivattyúk jelleggörbéje:

Dugattyús szivattyúk folyadék szállítása Qe = i*A*s*n/60*z

i: mük.szám A: löket térf. s: löket hossz z : hengerszám Qvalóságos = vol*Qe = =vol*i*A*s*n/60*z [m3/s] Qxv: pillanatnyi folyadék hozam Qxv = A*vdugó=A*r**sin Qv: közepesen szállított folyadék mennyiség As A2r  v   T 2 Q Ar  v   v  x max  

Qv  v 

T: körülfordulási idő Általában: Qxközép  v  i  z 

Qx max 

diagrammja:32.old.15-16 ábra Egyszeres működésű dugattyús szivattyú folyadékhozama a  forgattyúszög függvényében:

Kétszeres működésű egyhengerű dugattyús szivattyú folyadékhozama a  forgattyúszög függvényében:

Indikátor diagram Hengerben lévő nyomás, szívó ütemben: p1 = p0 - gHs F1 = A(p0-p1) = A*gHs W1 = F1*s = A*gHs*s Hengerben lévő nyomás nyomóütemben: P2 = p0 + gHn F2 = A(p2-p0) = A*gHn W2 = F2*s = A*gHn*s Indukált munka: Wi = W1+W2 pi = Wi*n/60= =A*gs(Hs+Hn)*n/60 [W] 19.ábra Egyszeres működésű egyhengerű dug.sziv. diagramja:

veszteségmentes

indikátor

A légüst: Abban az esetben ha a szívóvezeték végére ill. a nyomóvezeték elejére elegendő nagy levegővel töltött légüstöt építünk, elérhető, hogy a szívó- és nyomóvezetékben az áramlás sebessége megközelítőleg állandó értékű lesz. Ezen

kívül megkönnyíti a gép üzembe helyezését, hirtelen leállásnál pedig a nyomóvezetékben keletkező lengést a légüstben lévő légpárna csillapítja. Differenciáldugós szivattyú: Qközepesvalós  v 

Ar 

a szivattyú szívóüteme az egyszeres működésű, nyomó üteme pedig a kétszeres működésű géphez hasonló. A nyomóütemben a szívó zár a nyomószelep nyit, és a szívóütemben beszívott A1 folyadék a nyomcsőbe jut. A nyomóvezetékbe az A2 mennyiség áramlik mivel a folyadék a differenciált térben szabaddá váló A1-A2 teret tölti ki. Szíváskor nyomó zár, szívó szelep nyit és ezen keresztül A1 keresztmetszetű dugattyú szív és ezzel egy időben A1-A2 mennyiségű folyadékot a nyomóvezetékbe táplál.49.ábra(foly.száll.diagram)

Membránszivattyú: A kiszorító elem a membrán (gumi, bőr, műanyag), a folyadékszállítást köbözéssel határozzuk meg. (stopper-vödör) Alkalmazási területek: élelmiszerek, gyógyszerek, robbanásveszélyes vagy mérgező anyagok, koptató hatású folyadékok szállítására. Nincs súrlódó felület, kenést nem igényel. Fogaskerék szivattyú: Qközval  v  2  D  m  b 

n 60

D: osztókör átm. [m]

m: modul [m] b: fogszélesség [m] Radiál dugattyús szivattyú Egyszeres működésű: Páratlan számú dugóval készül (7; 9). Működési feltétel, hogy a dugattyú érintkezik az álló házzal a centrifugális erő miatt. A házhoz képest a forgórész excentricitással van elhelyezve. A lökethossz az excentricitás kétszerese. Qközval  nv izh h  2e

d 2 n  4 60

z: dugók száma h: löket Kétszeres működésű: Nem excentricitás van hanem ellipszis alakú a ház. 55.ábra Radiáldugattyús szivattyú jelleggörbélye.

Axiáldugattyús szivattyú: Felépítéséből adódóan sugárirányú mérete sokkal kisebb a radiáldugattyús szivattyú ezen méreténél. Ezért e tehetetlenségi nyomaték is kisebb így nagy fordulatszámmal üzemeltethető(30-40000 ford/min). Nagy nyomás(450bár), nagy folyadékhozam, volumetrikus összehatásfok is jó. A páratlan számú dugós szivattyúnál a folyadékingadozás kisebb. Folyadákszállítás: Qközval   v 

d 2 n l  z  4 60

l=D*tg  [m3/sec] : a tengelyvonalak által bezárt szög D: dugattyúk osztókörének az átmérőlye z: a dugattyú szám l: lökethossz Csavarorsós szivattyú: Csavarszivattyú kettő ill. három orsóból áll. Az egymásba illeszkedő csavarmenetek mintegy folytonos egy irányba mozgó dugattyú hatnak a folyadékra vagy a levegőre. A két tömítőorsó alkalmazásával a hajtóorsó sugárirányú terhelése nincs. Az orsón axiális erőt hoz létre a nyomás. Kis nyomás esetén az axiális erőt talpcsapágy nagynyomásúnál a nyomótérrel ellentétes orsóvégződések hidraulikus tehermentesítése veszi fel. A folyadékhozam meghatározása analitikailag bonyolult. Folyadékszállítás: Qközval   v  AH  h 

n 60

Áramlástani elven működő szivattyúk A víz áramlási viszonyai a szivattyúban U: kerületi sebesség W: relatív sebesség C: abszolút seb., U és W eredője

C2r= rotációs összetevő C2m=meridián összetevő Örvényszivattyú szállító magassága: 71.ábra Radiális járókerék főméretei és sebességi háromszögei

72.ábra Nyomáseloszlás forgójárókerék zártfolyadék töltésében:

dFc  r   2  dm dm    dV  dV  A  dr A  r    b  dV  r    b  dr  dm    r    b  dr dFc  r   2   r    b  dr dF dp  c  r   2    dr A r2

p 2'  p1'     2  r  dr  r1

   2

r22  r12 U2  U2  2 1 2 2

W 2  W 22   1 2 p 2  p1  p 2'  p1'  p 2"  p1" p 2"

p1"



 

A nyomás növekedés a kerületi sebesség különbségével arányos. 

H p : potenciális, száll.mag . Hp 





W 2  W 22  1 2 2 H c : seb.eneria, növekedés



U 12

p 2  p1  U 22

C12  C 22 2  Hc  H p 

Hc  H e

C12  C 22 U 12  U 22   2 2 2 2 W  W2  1 2 

w1 és w2 relatív sebességeket fejezzük ki cosinustétel alapján:

W12 U12  C12  2U1C1  cos1 U12  C12  2U1  C1U W22 U22  C22  2U2C2  cos2 U22  C22  2U2  C2U

Behelyettesítünk He-be W1-et és W2-t. Az egyszerűsítés után: H e  C 2U U 2  C1U U 1

Perdületmentes belépésnél a C1 merőleges U1-re. Így a C1U=0 így a He=C2U*U2 : áttételi szám = C2U/U2 így He=*U22 73.ábra Különböző lapátalakok és kilépő sebességi háromszögek:

He=2*C* C=U22/2 A kinematikai szállítómagasságba behelyettesítjük: C 22M  C 22U  C12M  2 C2 C2  2U   2  2U  C   2 2 2 Hc 

74.ábra He=f() és Hc=f() függvényábrák

Ha =2 és He=Hc=4c akkor Hp=0 ez azt jelenti hogy =2 áttételi számnál a járókerék nyomásemelkedést nem hoz létre ezért az áttételi szám értéke 0<<2 lehet. Hátrahajló lapátozásnál hosszú diffuzor csatornában áramlik a folyadék. Örvényszivattyú jelleggörbéje: Fordulatszám állandó ha =90° tehát C2U2-re ekkor C2U=0, így He=0 =0° tehát C2=U2  C2m=0, Q=0, C2U=U2, He=U22 így =1 78.ábra Örvényszivattyú elméleti jelleggörbéi

79.ábra Átlagos kilépősebességi háromszög véges lapátszám esetén

: perdület apadási tényező 

C 3U z  C 2U ze

z : lapátszám H e  C 3U  U 2    C 2U  U 2

80.ábra Hátrahajló lapátozású örvényszivatyú valóságos jelleggörbéje H man   hidr    C 2U  U 2

81.ábra Különböző lapátozású örvényszivatyú valóságos jelleggörbéje

Örvényszivattyú üzeme 92.ábra Örvényszivattyú sebességi háromszögei különböző fordulatszámoknál

 n Q    n 

 Q  

 n H   n 

  H  

 n p    n 

  p  

2

3

93.ábra Örvényszivattyú kagylódiagrammja

94.ábra Örvényszivattyú stabilis munkapontja

95.ábra Labilis ágon elhelyezkedő stabilis munkapont

96.ábra Örvényszivattyú labilis munkapontja

97.ábra Labilis munkapontú szivattyú indítása

98.ábra Nyomáseloszlás szívócső mentén

99.ábra Sorba kapcsolt örvényszivattyú eredő jelleggörbéje

100.ábra Párhuzamosan kapcsolt örvényszivattyú eredő jelleggörbéje

101.ábra

Folytással való szabályzás