Birtəsirli və ikitəsirli porşenli nasoslar

09.10.2019 (4-cü dərs)

Birtəsirli və ikitəsirli porşenli nasoslar.

1. 
   Bir təsirli, iki təsirli porşenli nasosların quruluşu, prinsipial sxemləri və iş prinsipləri.
   
2. 
   Verim əmsalı. Nəzəri və həqiqi verim.
   

Şəkil 4.2-də birsilindrli birtəsirli porşenli nasosun sxemi göstərilmişdir, hansı ki aşağıdakı əsas hissələrdən ibarətdir: 1 – porşen; 2 – silindr; 3 – işçi kamera; 4 – vurma klapanı; 5 – vurma borusu; 6 – sorma klapanı; 7 – sorma borusu; 8 – qəbul toru; 9 – ştok; 10 – sürüngəc; 11 – sürgüqolu; 12 – elektrik mühərriki ilə birləşdirilmiş çarxqolu.

Porşen sol kənar vəziyyətdən a – a sağ kənar vəziyyətə b – b gediş yolunu S qət edərək hərəkət edir. Bu zaman işçi kameranın 3 həcmi böyüyür, təzyiq isə azalır. Təzyiqlər fərqi p = p_at – p_sor nəticəsində sorma klapanı 6 açılır və maye qəbul çənindən sorma borusu 7 vasitəsilə nasosun işçi kamerasına daxil odur. Bu proses (vurma klapanının bağlı olan halında) sorma prosesi adlanır.

Porşen sağ kənar vəziyyətdən b – b sol kənar vəziyyətə a – a hərəkət etdikdə isə, maye ilə dolu olan işçi kameranın həcmi kiçilir, təzyiq isə çoxalır. Bunun nəticəsində sorma klapanı avtomatik olaraq bağlanır, vurma klapanı 4 açılır və maye işçi kameradan 3 vurma borusuna 5 porşen vasitəsilə sıxışdırılır. Bu prosesə (sorma klapanının bağlı olan halında) vurma prosesi deyilir.

Birtəsirli porşenli nasoslarda sorma hündürlüyü praktiki olaraq 6 m-dən artıq olmamalıdır. Hündürlük bu qiymətdən artıq olduqda nasos sorma qabiliyyətini itirir.

Porşenli nasoslarda porşenin hərəkət xarakterindən asılı olaraq, mayenin həcmi asanlıqla təyin edilə bilər. Məlumdur ki, porşenin hərəkət sürəti u = f (), qeyri-bərabər olub və u_max = ω·r = 2 bərabər olduqda, sıfırdan ən böyük qiymətdə sinusoid xətti ilə dəyişir. Bu zaman porşenin hərəkət sürətinin dəyişmə qanunu porşenli nasosun veriminin dəyişmə xarakterini təyin etməyə imkan verir. Adətən, normal işləyən porşenli nasoslarda maye fasiləsiz olaraq porşenin dalınca işçi kameraya daxil olur.

Əkər t vaxt ərzində porşenin elementar yerdəyişməsini x və həmin vaxtda nasosun işçi kamerasına daxil olan elementar maye həcmini W ilə işarə edəriksə, onda

W = F_p ·x , m³ . (4.1)

Burada F_p – porşenin sahəsi, m²; x – t saniyə vaxt ərzində porşenin gediş yoludur, m.

Çarxqolu r və sürgüqolu l uzunluqda olduqda (şəkil 4.2) çarxqolun t vaxt ərzində φ bucaq dərəcəsində yerin dəyişdikdə, porşen x məsafəyə hərəkət edir. Onda

x = r (1 – Cos φ) + l (1 – Cos β) (4.2)

və β bucağı, adətən, kiçik olduqdan (cos β ≈ 1)

x = r (1 – Cos φ) (4.3)

kimi qəbul olunur

Onda, ω = olduğunu nəzərə alaraq, porşenin ani sürəti;

. (4.4)

Porşenin carı təcili:

a =. (4.5)

Porşenin hərəkət sürəti m/san olduqda, onda t müddətində porşen x məsafəyə irəliləyəcək, yəni:

x = ut, m.

Bunu da (4.4) ifadəsində nəzərə alsaq, tapırıq:

W = F_p u t , m^3.. (4.6)

Digər tərəfdən, bilirik ki, porşenin carı hərəkət sürəti

u =   r Sin  , (4.7)

onda:

W = F_p    r  Sin  t. (4.8)

Burada – bucaq sürəti;  və r – uyğun olaraq çarxqolunun dönmə bucağı və radiusudur.

İndi də porşenli nasosun nəzəri verimini təyin edək.

Onda nasosun ani nəzəri verimi

(4.9)

olar.

(4.12) tənliyinə əsasən nəzəri verimin asılılıq qrafiki Q_nəz = f() qurulur.

Bir silindrli birtəsirli porşenli nasosun nəzəri verim qrafiki 4.3 şəkildə göstərilmişdir. Bu qrafikdən məlum olur ki, porşenli nasosun nəzəri verimi Q_nəz sinusoid əyrisi üzrə dəyişərək, φ  və φ 2 bucaqlarda onun qiyməti Q_nəz = 0 və -də maksimum qiyməti alacaq:

, m³/san. . (4.10)

Porşenin gediş yolunun S iştirakı ilə orta nəzəri verim bərabər olar:

, m³/san. (4.11)

Burada dövrlər sayının n-in ölçü vahidi – dövr/san-dir. Bu axırıncı düsturda S = 2r və kəmiyyətlərini nəzərə alsaq, alınır:

. (4.12)

Sinusoid əyrisi ilə hüdudlanmış sahə, porşenli nasosun nəzəri verim qrafikinin ifadəsini göstərir. Burada, sinusoidin O – φ xətdən aşağı sahəsi porşenin sorma və yuxarı sahəsi isə vurma gedişinə müvafiqdir.

4.3-cü şəkildəki verim qrafikindən birtəsirli porşenli nasosun ani veriminin qeyri-bərabər olması aydın görünür.

Verimin qeyri-bərabərlik dərəcəsi () maksimum nəzəri verimin Q_{nəz max} orta nəzəri verimə Q_{nəz or} olan nisbətinə bərabərdir. Birtəsirli porşenli nasos üçün onun qiyməti  = 3,14-ə bərabər olub, belə tapılır:

(4.13)