الملخص: يقدم هذا البحث وحدة مضخة ذاتية التحضير لمحرك الديزل تستخدم تدفق غاز العادم من محرك الديزل للحصول على فراغ، بما في ذلك مضخة الطرد المركزي، ومحرك الديزل، والقابض، وأنبوب الفنتوري، وكاتم الصوت، وأنبوب العادم، وما إلى ذلك. يتكون محرك الديزل من القابض والاقتران.يتم توصيل كاتم الصوت بعمود الإدخال لمضخة الطرد المركزي، ويتم تثبيت صمام البوابة عند منفذ العادم لكاتم صوت محرك الديزل؛بالإضافة إلى ذلك، يتم ترتيب أنبوب العادم على جانب كاتم الصوت، ويتم توصيل أنبوب العادم بمدخل الهواء لأنبوب الفنتوري، وجانب أنبوب الفنتوري يتم توصيل واجهة الطريق بمنفذ العادم لغرفة المضخة في يتم تركيب مضخة طرد مركزي وصمام بوابة وصمام فراغ أحادي الاتجاه على خط الأنابيب، ويتم توصيل أنبوب المخرج بمنفذ العادم لأنبوب الفنتوري.يتم تفريغ غاز العادم الذي يتم تفريغه من محرك الديزل في أنبوب الفنتوري، ويتم ضخ الغاز الموجود في غرفة المضخة لمضخة الطرد المركزي وخط أنابيب مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي لتشكيل فراغ، بحيث يكون الماء أقل من يتم امتصاص مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي إلى غرفة المضخة لتحقيق الصرف الطبيعي.
وحدة مضخة محرك الديزل هي وحدة مضخة إمداد المياه مدعومة بمحرك ديزل، والتي تستخدم على نطاق واسع في الصرف الصحي والري الزراعي والحماية من الحرائق ونقل المياه المؤقت.غالبًا ما تستخدم مضخات محرك الديزل في الظروف التي يتم فيها سحب المياه من أسفل مدخل المياه لمضخة المياه.في الوقت الحاضر، غالبا ما تستخدم الطرق التالية لضخ المياه في هذه الحالة:
01、 قم بتركيب صمام سفلي في نهاية أنبوب مدخل مضخة المياه في حوض الشفط: قبل بدء تشغيل مجموعة مضخة محرك الديزل، املأ تجويف مضخة المياه بالماء.بعد تصريف الهواء الموجود في حجرة المضخة وخط أنابيب مدخل المياه لمضخة المياه، قم بتشغيل مجموعة مضخة محرك الديزل لتحقيق إمدادات المياه الطبيعية.نظرًا لأنه تم تركيب الصمام السفلي في قاع حوض السباحة، في حالة فشل الصمام السفلي، تكون الصيانة غير مريحة للغاية.علاوة على ذلك، بالنسبة لمجموعة مضخات محرك الديزل ذات التدفق الكبير، نظرًا لتجويف المضخة الكبير والقطر الكبير لأنبوب مدخل المياه، يلزم وجود كمية كبيرة من الماء، وتكون درجة الأتمتة منخفضة، وهو أمر غير مريح للغاية للاستخدام .
02、 تم تجهيز مجموعة مضخة محرك الديزل بمجموعة مضخة تفريغ محرك الديزل: من خلال بدء تشغيل مجموعة مضخة تفريغ محرك الديزل أولاً، يتم ضخ الهواء الموجود في حجرة المضخة وخط أنابيب مدخل المياه لمضخة المياه، وبالتالي توليد فراغ ويدخل الماء الموجود في مصدر المياه إلى خط أنابيب مدخل مضخة المياه وغرفة المضخة تحت تأثير الضغط الجوي.في الداخل، أعد تشغيل مجموعة مضخة محرك الديزل للحصول على إمداد طبيعي بالمياه.تحتاج مضخة التفريغ في طريقة امتصاص الماء هذه أيضًا إلى أن يتم تشغيلها بواسطة محرك ديزل، ويجب أن تكون مضخة التفريغ مجهزة بفاصل بخار عن الماء، الأمر الذي لا يزيد فقط من المساحة المشغولة للمعدات، بل يزيد أيضًا من تكلفة المعدات .
03 、 تتوافق المضخة ذاتية التحضير مع محرك الديزل: تتميز المضخة ذاتية التحضير بكفاءة منخفضة وحجم كبير، وتتميز المضخة ذاتية التحضير بتدفق صغير ورفع منخفض، مما لا يمكنه تلبية متطلبات الاستخدام في كثير من الحالات .من أجل تقليل تكلفة المعدات لمجموعة مضخة محرك الديزل، تقليل المساحة التي تشغلها مجموعة المضخة، وتوسيع نطاق استخدام مجموعة مضخة محرك الديزل، والاستفادة الكاملة من غاز العادم الناتج عن محرك الديزل الذي يعمل بسرعة عالية السرعة من خلال أنبوب فنتوري [1]، يدخل تجويف مضخة الطرد المركزي ومضخة الطرد المركزي. يتم تفريغ الغاز الموجود في خط أنابيب المياه من خلال واجهة الشفط لأنبوب الفنتوري المتصل بمنفذ العادم لغرفة مضخة مضخة الطرد المركزي، ويتم إجراء فراغ المتولدة في غرفة المضخة لمضخة الطرد المركزي وخط أنابيب مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي، والمياه في مصدر المياه أقل من مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي تحت تأثير الضغط الجوي، تدخل خط أنابيب مدخل المياه لمضخة المياه وتجويف المضخة لمضخة الطرد المركزي، وبالتالي ملء خط مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي وتجويف المضخة لمضخة الطرد المركزي، ثم يبدأ تشغيل القابض لتوصيل محرك الديزل بمضخة الطرد المركزي، ومضخة الطرد المركزي تبدأ المضخة في تحقيق إمدادات المياه الطبيعية.
ثانيا: مبدأ عمل أنبوب الفنتوري
فنتوري هو جهاز للحصول على فراغ يستخدم السوائل لنقل الطاقة والكتلة.يظهر هيكلها المشترك في الشكل 1. وهي تتكون من فوهة عمل، ومنطقة شفط، وغرفة خلط، وحلق، وناشر.إنه مولد فراغ.المكون الرئيسي للجهاز هو عنصر فراغ جديد وفعال ونظيف واقتصادي يستخدم مصدر مائع الضغط الإيجابي لتوليد ضغط سلبي.عملية العمل للحصول على فراغ هي كما يلي:
01 、 القسم من النقطة 1 إلى النقطة 3 هو مرحلة تسارع السائل الديناميكي في فوهة العمل.يدخل السائل الدافع ذو الضغط العالي إلى فوهة العمل الخاصة بالفنتوري بسرعة أقل عند مدخل فوهة العمل (قسم النقطة 1).عند التدفق في القسم المستدق من فوهة العمل (القسم 1 إلى القسم 2)، يمكن معرفة من ميكانيكا الموائع أنه بالنسبة لمعادلة الاستمرارية للسائل غير القابل للضغط [2]، فإن تدفق السائل الديناميكي Q1 للقسم 1 والقوة الديناميكية من القسم 2 العلاقة بين معدل التدفق Q2 للسائل هي Q1=Q2،
سيليست A1v1= A2v2
في الصيغة A1، A2 - مساحة المقطع العرضي للنقطة 1 والنقطة 2 (م2)؛
v1, v2 — سرعة تدفق المائع خلال قسم النقطة 1 وقسم النقطة 2، م/ث.
يمكن أن نرى من الصيغة المذكورة أعلاه أنه مع زيادة المقطع العرضي، تنخفض سرعة التدفق؛مع انخفاض المقطع العرضي، تزداد سرعة التدفق.
بالنسبة للأنابيب الأفقية حسب معادلة برنولي للسوائل غير القابلة للضغط
P1+(1/2)*ρv12=P2+(1/2)ρv22
في الصيغة، P1، P2 - الضغط المقابل عند المقطع العرضي للنقطة 1 والنقطة 2 (Pa)
v1, v2 — سرعة المائع (م/ث) المتدفقة عبر القسم عند النقطة 1 والنقطة 2
ρ — كثافة السائل (كجم/م³)
يمكن أن نرى من الصيغة أعلاه أن سرعة تدفق السائل الديناميكي تزداد بشكل مستمر وينخفض الضغط بشكل مستمر من قسم النقطة 1 إلى قسم النقطة 2.عندما v2>v1، P1>P2، عندما تزيد v2 إلى قيمة معينة (يمكن أن تصل إلى سرعة الصوت)، سيكون P2 أقل من ضغط جوي واحد، أي أنه سيتم إنشاء ضغط سلبي عند القسم عند النقطة 3.
عندما يدخل السائل الدافع إلى قسم التمدد لفوهة العمل، أي القسم من النقطة 2 إلى القسم عند النقطة 3، تستمر سرعة السائل المحرك في الارتفاع، ويستمر الضغط في الانخفاض.عندما يصل السائل الديناميكي إلى قسم مخرج فوهة العمل (القسم عند النقطة 3)، تصل سرعة السائل الديناميكي إلى الحد الأقصى ويمكن أن تصل إلى سرعة تفوق سرعة الصوت.في هذا الوقت، يصل الضغط عند النقطة 3 إلى الحد الأدنى، أي أن درجة الفراغ تصل إلى الحد الأقصى، والتي يمكن أن تصل إلى 90 كيلو باسكال.
02.、القسم من النقطة 3 إلى النقطة 5 هو مرحلة خلط السائل الدافع والسائل الذي يتم ضخه.
سيشكل السائل عالي السرعة الذي يتكون من السائل الديناميكي عند قسم مخرج فوهة العمل (القسم عند النقطة 3) منطقة فراغ بالقرب من مخرج فوهة العمل، بحيث يتم امتصاص السائل الممتص بالقرب من الضغط العالي نسبيًا تحت تأثير فرق الضغط.إلى غرفة الخلط.يتم امتصاص السائل الذي يتم ضخه إلى غرفة الخلط عند قسم النقطة 9.أثناء التدفق من قسم النقطة 9 إلى قسم النقطة 5، تزداد سرعة السائل الذي يتم ضخه بشكل مستمر، ويستمر الضغط في الانخفاض إلى الطاقة أثناء القسم من قسم النقطة 9 إلى قسم النقطة 3.ضغط السائل عند مخرج فوهة العمل (النقطة 3).
في قسم غرفة الخلط والقسم الأمامي من الحلق (القسم من النقطة 3 إلى النقطة 6)، يبدأ السائل الدافع والسائل المراد ضخه في الاختلاط، ويتم تبادل الزخم والطاقة، وتتحول الطاقة الحركية من يتم نقل الطاقة الكامنة للضغط من السائل الدافع إلى السائل الذي يتم ضخه.السائل، بحيث تنخفض سرعة السائل الديناميكي تدريجيًا، وتزداد سرعة الجسم الممتص تدريجيًا، وتتناقص السرعتان تدريجيًا وتقتربان.أخيرًا، عند النقطة 4، تصل السرعتان إلى نفس السرعة، ويتم تفريغ الحلق والناشر للفنتوري.
三:تكوين ومبدأ عمل مجموعة المضخات ذاتية التحضير التي تستخدم تدفق غاز العادم من محرك الديزل للحصول على فراغ
يشير عادم محرك الديزل إلى غاز العادم المنبعث من محرك الديزل بعد حرق زيت الديزل.إنه ينتمي إلى غاز العادم، لكن غاز العادم هذا يحتوي على قدر معين من الحرارة والضغط.بعد الاختبار من قبل أقسام الأبحاث ذات الصلة، يمكن أن يصل ضغط غاز العادم المنطلق من محرك ديزل مزود بشاحن توربيني [3] إلى 0.2MPa.من منظور الاستخدام الفعال للطاقة وحماية البيئة وخفض تكاليف التشغيل، أصبح موضوع البحث الاستفادة من غاز العادم الذي يتم تفريغه من تشغيل محرك الديزل.يستخدم الشاحن التوربيني [3] غاز العادم الذي يتم تفريغه من تشغيل محرك الديزل.كمكون لتشغيل الطاقة، يتم استخدامه لزيادة ضغط الهواء الداخل إلى أسطوانة محرك الديزل، بحيث يمكن حرق محرك الديزل بشكل كامل، وذلك لتحسين أداء الطاقة لمحرك الديزل، وتحسين المواصفات الطاقة وتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود وتقليل الضوضاء.فيما يلي نوع من استخدام غاز العادم الذي يتم تفريغه من تشغيل محرك الديزل كمائع للطاقة، ويتم امتصاص الغاز الموجود في غرفة المضخة لمضخة الطرد المركزي وأنبوب مدخل الماء لمضخة الطرد المركزي من خلال الفنتوري الأنبوب، ويتم إنشاء الفراغ في غرفة المضخة لمضخة الطرد المركزي وأنبوب مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي.تحت تأثير الضغط الجوي، يدخل الماء الموجود أسفل مصدر الماء لمدخل مضخة الطرد المركزي إلى خط أنابيب مدخل مضخة الطرد المركزي وتجويف المضخة لمضخة الطرد المركزي، وبالتالي ملء خط أنابيب المدخل وتجويف مضخة الطرد المركزي المضخة، وتبدأ مضخة الطرد المركزي لتحقيق إمدادات المياه العادية.يظهر هيكلها في الشكل 2، وعملية التشغيل هي كما يلي:
كما هو موضح في الشكل 2، يتم توصيل مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي بخط الأنابيب المغمور في حوض السباحة أسفل مخرج مضخة المياه، ويتم توصيل مخرج المياه بصمام مخرج مضخة المياه وخط الأنابيب.قبل تشغيل محرك الديزل، يتم إغلاق صمام مخرج المياه لمضخة الطرد المركزي، ويتم فتح صمام البوابة (6)، ويتم فصل مضخة الطرد المركزي عن محرك الديزل من خلال القابض.بعد تشغيل محرك الديزل وتشغيله بشكل طبيعي، يتم إغلاق صمام البوابة (2)، ويدخل غاز العادم المفرغ من محرك الديزل إلى أنبوب الفنتوري عبر أنبوب العادم (4) من كاتم الصوت، ويتم تفريغه من أنبوب العادم ( 11).في هذه العملية، وفقًا لمبدأ أنبوب الفنتوري، يدخل الغاز الموجود في غرفة المضخة لمضخة الطرد المركزي إلى أنبوب الفنتوري من خلال صمام البوابة وأنبوب العادم، ويتم خلطه مع غاز العادم من محرك الديزل ثم يتم تفريغه من أنبوب العادم.بهذه الطريقة، يتم تشكيل فراغ في تجويف المضخة لمضخة الطرد المركزي وخط أنابيب مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي، ويدخل الماء الموجود في مصدر المياه الأقل من مدخل الماء لمضخة الطرد المركزي إلى تجويف المضخة لمضخة الطرد المركزي من خلال أنبوب مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي تحت تأثير الضغط الجوي.عندما يمتلئ تجويف المضخة لمضخة الطرد المركزي وخط أنابيب مدخل المياه بالماء، أغلق صمام البوابة (6)، وافتح صمام البوابة (2)، وقم بتوصيل مضخة الطرد المركزي بمحرك الديزل من خلال القابض، وافتح الماء صمام مخرج مضخة الطرد المركزي، بحيث تبدأ مجموعة مضخة محرك الديزل في العمل بشكل طبيعي.إمدادات المياه.بعد الاختبار، يمكن لمجموعة مضخات محرك الديزل أن تمتص الماء بمقدار 2 متر تحت أنبوب مدخل مضخة الطرد المركزي إلى تجويف المضخة لمضخة الطرد المركزي.
تتميز مجموعة المضخات ذاتية التحضير لمحرك الديزل المذكورة أعلاه والتي تستخدم تدفق غاز العادم من محرك الديزل للحصول على فراغ بالخصائص التالية:
1. حل فعال لقدرة التحضير الذاتي لمجموعة مضخة محرك الديزل.
2. أنبوب Venturi صغير الحجم، خفيف الوزن وذو هيكل مدمج، وتكلفته أقل من تكلفة أنظمة مضخات التفريغ الشائعة.ولذلك، فإن مجموعة مضخة محرك الديزل لهذا الهيكل توفر المساحة التي تشغلها المعدات وتكلفة التركيب، وتقلل من التكلفة الهندسية.
3. مجموعة مضخة محرك الديزل لهذا الهيكل تجعل استخدام مجموعة مضخة محرك الديزل أكثر اتساعًا وتحسن نطاق الاستخدام لمجموعة مضخة محرك الديزل.
4. أنبوب الفنتوري سهل التشغيل وسهل الصيانة.لا يتطلب الأمر موظفين بدوام كامل لإدارته.نظرًا لعدم وجود جزء ناقل الحركة الميكانيكي، فإن الضوضاء منخفضة ولا حاجة لاستهلاك زيت التشحيم.
5. أنبوب Venturi لديه هيكل بسيط وعمر خدمة طويل.
السبب وراء إمكانية امتصاص مجموعة مضخة محرك الديزل لهذا الهيكل للمياه أقل من مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي، والاستفادة الكاملة من غاز العادم الذي يتم تفريغه من تشغيل محرك الديزل للتدفق عبر أنبوب فنتوري المكون الأساسي بسرعة عالية، يجعل مجموعة مضخة محرك الديزل لا تحتوي على وظيفة التحضير الذاتي في الأصل.مع وظيفة التحضير الذاتي.
四: تحسين ارتفاع امتصاص الماء لمجموعة مضخة محرك الديزل
تتميز مجموعة مضخة التحضير الذاتي لمحرك الديزل الموصوفة أعلاه بوظيفة التحضير الذاتي عن طريق استخدام غاز العادم الذي يتم تفريغه من محرك الديزل للتدفق عبر أنبوب فنتوري للحصول على فراغ.ومع ذلك، فإن مائع الطاقة الموجود في مضخة محرك الديزل مع هذا الهيكل هو غاز العادم الذي يتم تفريغه بواسطة محرك الديزل، ويكون الضغط منخفضًا نسبيًا، لذلك، يكون الفراغ الناتج منخفضًا نسبيًا أيضًا، مما يحد من ارتفاع امتصاص الماء للطرد المركزي المضخة ويحد أيضًا من نطاق استخدام مجموعة المضخة.في حالة زيادة ارتفاع الشفط لمضخة الطرد المركزي، يجب زيادة درجة الفراغ في منطقة الشفط لأنبوب الفنتوري.وفقًا لمبدأ عمل أنبوب الفنتوري، لتحسين درجة الفراغ في منطقة الشفط لأنبوب الفنتوري، يجب تصميم فوهة العمل لأنبوب الفنتوري.يمكن أن يصبح من نوع الفوهة الصوتية، أو حتى من النوع الفوهة الأسرع من الصوت، كما يزيد أيضًا من الضغط الأصلي للسائل الديناميكي المتدفق عبر الفنتوري.
لزيادة الضغط الأصلي للسائل المحرك فنتوري المتدفق في مجموعة مضخة محرك الديزل، يمكن تركيب شاحن توربيني في أنبوب العادم لمحرك الديزل [3].الشاحن التوربيني [3] هو جهاز لضغط الهواء، يستخدم الدفع بالقصور الذاتي لغاز العادم الذي يتم تفريغه من المحرك لدفع التوربين في غرفة التوربين، وتقوم التوربينة بتشغيل المكره المحوري، وتقوم المكره بضغط الهواء.يظهر هيكلها ومبدأ عملها في الشكل 3. .ينقسم الشاحن التوربيني إلى ثلاثة أنواع: الضغط العالي، الضغط المتوسط، والضغط المنخفض.ضغوط الغاز المضغوط الناتج هي: الضغط العالي أكبر من 0.3MPa، الضغط المتوسط هو 0.1-0.3MPa، الضغط المنخفض أقل من 0.1MPa، وإخراج الغاز المضغوط بواسطة الشاحن التوربيني يكون الضغط مستقرًا نسبيًا.إذا تم استخدام مدخلات الغاز المضغوط بواسطة الشاحن التوربيني كسائل طاقة فنتوري، فيمكن الحصول على درجة أعلى من الفراغ، أي زيادة ارتفاع امتصاص الماء لمجموعة مضخات محرك الديزل.
ثانيا: الاستنتاجات:تعمل مجموعة المضخة ذاتية التحضير لمحرك الديزل، والتي تستخدم تدفق غاز العادم من محرك الديزل للحصول على فراغ، على الاستفادة الكاملة من التدفق عالي السرعة لغاز العادم وأنبوب الفنتوري وتقنية الشحن التوربيني المتولدة أثناء تشغيل الديزل محرك لاستخراج الغاز في تجويف المضخة وأنبوب مدخل المياه لمضخة الطرد المركزي.يتم إنشاء فراغ، ويتم امتصاص الماء الموجود أسفل مصدر المياه لمضخة الطرد المركزي في أنبوب مدخل المياه وتجويف المضخة لمضخة الطرد المركزي، بحيث يكون لمجموعة مضخة محرك الديزل تأثير تحضير ذاتي.تتميز مجموعة مضخة محرك الديزل لهذا الهيكل بمزايا الهيكل البسيط والتشغيل المريح والتكلفة المنخفضة، وتحسن نطاق الاستخدام لمجموعة مضخة محرك الديزل.
وقت النشر: 17 أغسطس 2022