Pompe axiale. Constructie : Pompele se numesc si propulsive. Lichidul este actionat de rotor cu pale profilate. Dupa rotor se monteaza un dispozitiv de dirijare . Energia de la rotor la fluid se transmite diferit de pompele centrifuge, particulele nu se deplaseaza radial ci numai axial pe suprafete cilindrice concentrice. Facind doua sectiuni cilindrice in rotor si in director si desfasurind profilele se obtine: Particulele intra cu viteza Ca si conform relatiei Coriolis Ca=u+W. Aparitia vitezei W face ca intre fluid si paleti sa apara forte hidrodinamice de tipul celor care apar in jurul profilelor . La iesirea din paleti viteza este C2, care nu e dispusa axial. Proiectia in sens axial este aceeasi ca la intrare, deci cresterea vitezei la iesirea din rotor se datoreste aparitiei vitezei tangential. Aceasta componenta este transformata de director in crestere de presiune.
Transcript
Pompe axiale.
Constructie : Pompele se numesc si propulsive. Lichidul este actionat de rotor cu pale profilate. Dupa rotor se monteaza un dispozitiv de dirijare . Energia de la rotor la fluid se transmite diferit de pompele centrifuge, particulele nu se deplaseaza radial ci numai axial pe suprafete cilindrice concentrice.
Facind doua sectiuni cilindrice in rotor si in director si desfasurind profilele se obtine:
Particulele intra cu viteza Ca si conform relatiei Coriolis Ca=u+W.
Aparitia vitezei W face ca intre fluid si paleti sa apara forte hidrodinamice de tipul celor care apar in jurul profilelor . La iesirea din paleti viteza este C2, care nu e dispusa axial. Proiectia in sens axial este aceeasi ca la intrare, deci cresterea vitezei la iesirea din rotor se datoreste aparitiei vitezei tangential. Aceasta componenta este transformata de director in crestere de presiune.
Performanta : Pompele nu au posibilitatea sa se autoamorseze . Realizeaza inaltimi mici si au tendinta de cavitatie. Din pompele dinamice realizeaza cele mai mari debite. Pentru refulare se adopta Solutia cu mai multe trepte. La nave se folosesc la circuitele de racire , ballast. Ventilatoarele axiale se folosesc la instalatiile de ventilatie CM, magazii marfa.
Un alt domeniu detul de larg folosit este acel al propulsiei cu jet. Ventilatoarele axiale pot fi folosite la propulsia navelor pe perna de aer, la sustentatie (perna de aer).
-Analiza functionarii retelei de profile in current de fluid.
Reteaua este infinita ,fiecare profil este situat intre alte doua . reteaua poate fi studiata in 2D, neglijind componenta axiala.
Cu indicele 1 s-a notat intrarea in rotor ,iar cu 2 iesirea din rotor.
I reprezinta profilul rotorului
II reprezinta profilul dispozitivului
La intrare viteza periferica u1 si absoluta C1.Rezulta W1 tangent la profil . La iesire u1=u2=u, sectiuni la aceeasi raza
Se traseaza tangenta la profil la iesire β2. Ducind aceasta directie prin virful vectorului u2 la intersectia cu Ca Rezulta C2 pentru care se stiu directia si sensul (ca rezultanta).
Cresterea vitezei axiale se realizeaza prin transformarea componentei tangentiale in una axiala in dipozitivul de indreptare , obtinindu-e in final C2 mai mare ca Ca.
La pompele axiale sarcina este cu atit mai mare cu cit creste rasucirea vinei de fluid ,determinata de variatia unghiului β (schimbarea directiei fluidului in paletii rotorului.
Reteaua fixa a statorului
Paletii statorului se profileaza astfel incit tangenta la iesire sa fie dispusa pe directie axiala.
Propulsia cu jet foloseste pompe axiale deplasarea realizindu-se pe baza impulsului.
Pompe turbionare
La pompele turbionare transferul se realizeaza pe seama interactiunii unor microjeturi ,care se deplaseaza circular .
Miscarea fluidului in canalul periferic se datoreaza diferentei de viteza unghiulara dintre rotor si fluidul din canal.
Fluidul aflat intre peretii rotorului se rotesc cu viteza ωr iar in canalul periferic cu viteza ωc.
Diferenta dintre aceste viteze unghiulare se regaseste in diferenta de forte centrifuge formind turbioanele.
Aceste pompe sunt autoamorsabile deoarece au aspiratia si refularea in partea superioara , ele fiind intodeauna pline cu lichid.
Se folosesc la debite mici si presiuni mari ,avind randament de 30-40% datorita pierderilor ptr turbioane.
Caracteristicile sunt puternic cazatoare
Nu se recomanda ca si la pompele axiale folosirea cu valvula de refulare inchisa .
Masini cu jet
Principiul este de a folosi energia jetului fluidului de lucru pentru transferul fluidelor.
Ejectoarele evacueaza fluidul la presiunea admosferica, iar injectoarele la presiuni mai mari.
Ejectoarele lucreaza ca structura : lichid –lichid , gaz-gaz, lichid gaz .
Avantaje:
Debite mari la sarcini vacuumetrice ridicate ,propietati de aspiratie bune.
Simple constructiv
Gabarit redus fara piese in miscare.
La nava se intilnesc la inst ballast-santina, fi-fi (cuplaj), transfer marfa, realizare vacuum (desalinizare).
Se folosesc la evacuare apa din puturi de ancora, reziduri petroliere, suspensii solide (nisip).
Constructie :
Confuzor 5
Camera de amestec 6
Difuzor 7
Viteza lichidulu de lucru este C1 la debit Q1. In zona I presiunea scade la valoarea pa si creste viteza . Amestecul incepe in confuzor si se continua in camera de amestec unde presiunea creste pina la valoarea p3. Amestecul de presiune p3 unde prin marirea sectiunii scade viteza si creste presiunea pina la valoarea p4.
Parametri de functionare a ejectoareler:
Vacuum la presiunea de operare (mbar-bar)
Timp de evacuare (s/l)
Capacitate de suctiune l/min
Reglajul masinilor hidraulice in instalatii
O instalatie functioneaza in parametrii Q-H, determinate de caract pompei si caract tubulaturii .
In cazul modificarii unuia din parametri se face adaptarea pompelor la nevoile consumatorilor .
Cel mai comod este modificarea sarcinii de refulare prin inchiderea valvulei de refulare . In acest caz se introduce o rezistenta locala .
-Reglajul prin modificarea turatiei
Daca pompa permite reglajul turatiei , se face in zona randamentelor bune obtineun debit intre valoarea Q1 si Q4 sau in trepte functie de turatie . Maximul curbei ramine pe parabola ce trece prin punctul de maxim M , punctele de functionare 1…5.
Metoda este economica
-Reglarea prin by-pass
Se debiteaza pe doua conducte paralele.
Punctul de functionare se muta din I in I’ ptr debitul Q1=Qi+Qb, deci pe curba rezultanta R. Domeniul de reglaj este intre Qi si Q*
Caracteristica by-pass-ului devine verticala daca Qb=0 si debitul Qi creste la valoarea Qi*.
Cuplarea masinilor hidraulice- paralel
In anumite cazuri in care inaltimea de pompare sau debitul sunt insuficiente se cupleaza mai multe pompe , realizind un echilibru energetic.
Se considera cuplajul simplu format din doua pompe (caracteristici cunoscute). Ele vor fi inlocuite de o pompa echivalenta.
La cuplarea in paralel devitele corespunzatoare unei sarcini se insumeaza. Pe portiunea I’ si I” lucreaza numai pompa 1 , dupa I” debitul echivalent se obtine prin rezulta prin insumarea celor doua debite .
Daca pompele sunt echivalente se obtine caracteristica cu dublarea debitelor.
Daca se intersecteaza caracteristica pompei echivaente cu cea a instalatiei se obtine debitul :
Qe=Q1+ΔQ<2Q1
Aceasta crestere va fi mai mica cu cit panta caracteristicii exterioare va fi mai abrupta sic ea interioara mai plata.
Diferenta ΔQ reprezinta reducerea debitului cauzata de pierderile hidraulice.
In cazul cuplarii pompelor pe tronson cu pierdere de sarcina fata de punctul A consta in pierderea de sarcina pe tubulatura considerata pierdere de pompa .
si
Aceasta se scade din caracteristica pompei I→I’,identic 2→2’. Deoaree intervine sarcina geodezica z1 si z2 fata de punctul A , acestea se scad sau se aduna din sarcina pompelor 1’si 2’.
Sarcina echivalenta se obtine prin insumarea debitelor celor doua pompe (pentru o sarcina data).
Cuplarea masinilor hidraulice –serie
Se pune problema stabilirii caracteristicii echivalente. Cuplarea in serie implica un debit constant. Sarcinile echivalente se obtin prin insumarea sarcinilor celor doua pompe.Exista conditia ca pentru ultima pompa din cele cuplate sa aiba corpul proiectat la presiunea indusa de celelalte pompe.
Studiul functionarii masinilor hidraulice in instalatii complexe.
Se considera o instalatie complexa de cu patru pompe in paralel, admisia prin valvula Kingston , refularea valvula V6 cu retinere. Magistrala M1,M2 permite umplerea tancurilor, golirea lor , tranferul dintr-un bord in altul .
Ptr transfer bb-tb : P4-se deschide V7,1,3,8, invers P1- V4,8,2,7
Pentru golirea tancurilor bb se deschide V7,1,6, cu P2 sau 3 sau 2si3.
Pentru golirea tancuri tb se deschide V8,4,6 cu P 1,2,sau 3 , sau combinatii.
Primul pas este de a stabili o pompa echivalenta prin metoda grafica sau analitica .
Se presupun cunoscute caracteristicile celor patru pompe si caract vacuumetrice.
Se poate trasa caracteristica vacuumetrica .
- Se considera punctul I pe caract echivalentaE de sarcina Hi si debit Qi.
- Se coboara pe caracteristica Hv1,2,3,4, punctele de intersectie dintre dreapta de sarcina Ht si caract functionale ale celor 4 pompe ,obtinind punctele Hv1,2,3,4.
- Deoarece pompele lucreaza in paralel ruperea vinei de fluid se va face la sarcina pentru care ultima pompa nu mai poate lucra Hv1=min(Hv1,2,3,4,)
- Se reprezinta punctul pe graphic .
- Se repeta operatia pentru alte puncte I , obtinind alte valori pentru Hv1.
- Unind punctele se obtine vacuumetrica Hv(E).
Este evident ca exista mai multe trasee de lucru caracterizat de functia respective enuntata mai sus, transfer, ambarcare, ect.
Calculul instalatiei se face pe fiecare traseu 1…j. Cuplarea tronsoanelor se face in series sau in paralel .
Se pune problema rezolvarii parametrilor de functionare ai pompei echivalente E ce lucreaza pe traseul j.
In ecuatie mai pot intervene si alti parametric legati de pescajul navei . In acest caz debitul si sarcina se calculeaza in limitele variabilei si se determina zona de debit impusa de regulile de Registru.
De obicei se aleg traseele cele mai indepartate sau combinatiile de traseu cele mai dezavantajoase.
