Резюме: Тази статия представя самозасмукващ помпен агрегат на дизелов двигател, който използва потока от отработени газове от дизеловия двигател за получаване на вакуум, включително центробежна помпа, дизелов двигател, съединител, вентуриева тръба, заглушител, изпускателна тръба и др. Изходният вал на дизеловия двигател се състои от съединител и муфа. Заглушителят е свързан с входния вал на центробежната помпа, а на изпускателния отвор на заглушителя на дизеловия двигател е монтиран шибърен клапан; отстрани на заглушителя е допълнително разположена изпускателна тръба, а изпускателната тръба е свързана с входа за въздух на вентуриевата тръба, а отстрани на вентуриевата тръба пътният интерфейс е свързан с изпускателния отвор на помпената камера на центробежната помпа, на тръбопровода са монтирани шибърен клапан и вакуумен еднопосочен клапан, а изходна тръба е свързана с изпускателния отвор на вентуриевата тръба. Отработените газове, изпускани от дизеловия двигател, се изпускат във вентуриева тръба, а газът в помпената камера на центробежната помпа и тръбопровода за вход на водата на центробежната помпа се изпомпва, за да се образува вакуум, така че водата под входа на водата на центробежната помпа да се засмуква в помпената камера, за да се осъществи нормално оттичане.
Дизеловият помпен агрегат е помпено устройство за водоснабдяване, задвижвано от дизелов двигател, което се използва широко в дренаж, напояване в селското стопанство, противопожарна защита и временно прехвърляне на вода. Дизеловите помпи често се използват в условия, при които водата се изтегля от под входа за вода на водната помпа. Понастоящем следните методи често се използват за изпомпване на вода в това състояние:
01. Монтирайте долен клапан в края на входната тръба на водната помпа в смукателния басейн: преди да стартирате помпения агрегат с дизеловия двигател, напълнете кухината на водната помпа с вода. След като въздухът от камерата на помпата и входната тръба за вода на водната помпа се източат, стартирайте помпения агрегат с дизеловия двигател, за да осигурите нормално водоснабдяване. Тъй като долният клапан е монтиран на дъното на басейна, ако долният клапан се повреди, поддръжката е много неудобна. Освен това, за помпения агрегат с дизелови двигатели с голям дебит, поради голямата кухина на помпата и големия диаметър на входната тръба за вода, е необходимо голямо количество вода и степента на автоматизация е ниска, което е много неудобно за употреба.
02. Дизеловият помпен агрегат е оборудван с вакуумна помпа за дизелов двигател: при първо стартиране на вакуумната помпа за дизелов двигател, въздухът от камерата на помпата и входния тръбопровод за вода на водната помпа се изпомпва, като по този начин се генерира вакуум, и водата от водоизточника навлиза във входния тръбопровод за водна помпа и камерата на помпата под действието на атмосферното налягане. Вътре, рестартирайте помпения агрегат за дизелов двигател, за да се постигне нормално водоснабдяване. Вакуумната помпа при този метод на абсорбиране на вода също трябва да се задвижва от дизелов двигател и да бъде оборудвана с паро-воден сепаратор, което не само увеличава заеманото пространство на оборудването, но и увеличава цената на оборудването.
03, Самозасмукващата помпа е съчетана с дизеловия двигател: самозасмукващата помпа има ниска ефективност и голям обем, а самозасмукващата помпа има малък дебит и ниско повдигане, което в много случаи не може да отговори на изискванията за употреба. За да се намалят разходите за оборудване на помпения агрегат с дизелов двигател, да се намали пространството, заемано от помпения агрегат, да се разшири обхватът на използване на помпения агрегат с дизелов двигател и да се използват максимално отработените газове, генерирани от дизеловия двигател, работещ с висока скорост, през тръбата на Вентури [1], кухината на центробежната помпа и центробежната помпа влизат. Газът във водопровода се изпуска през смукателния интерфейс на тръбата на Вентури, свързана с изпускателния отвор на камерата на центробежната помпа, и в камерата на центробежната помпа и в тръбопровода за вход на водата на центробежната помпа се генерира вакуум, а водата във водоизточника е по-ниска от входа на водата на центробежната помпа. Под действието на атмосферното налягане тя влиза във входния тръбопровод за вода на водната помпа и кухината на помпата на центробежната помпа, като по този начин запълва входния тръбопровод за вода на центробежната помпа и кухината на помпата на центробежната помпа, след което съединителят се задейства, за да свърже дизеловия двигател с центробежната помпа, и центробежната помпа започва да осъществява нормално водоснабдяване.
Принципът на работа на тръбата на Вентури
Вентури е устройство за получаване на вакуум, което използва флуид за пренос на енергия и маса. Общата му структура е показана на Фигура 1. Състои се от работна дюза, всмукателна зона, смесителна камера, гърло и дифузьор. Това е вакуумен генератор. Основният компонент на устройството е нов, ефикасен, чист и икономичен вакуумен елемент, който използва източник на флуид с положително налягане, за да генерира отрицателно налягане. Работният процес за получаване на вакуум е следният:
01. Секцията от точка 1 до точка 3 е етапът на ускорение на динамичния флуид в работната дюза. Двигателният флуид с по-високо налягане навлиза в работната дюза на Вентури с по-ниска скорост на входа на работната дюза (секция от точка 1). При протичане в конусната секция на работната дюза (секция 1 до секция 2), от механиката на флуидите може да се знае, че за уравнението за непрекъснатост на несвиваем флуид [2], динамичният флуиден поток Q1 на секция 1 и динамичната сила на секция 2. Връзката между дебита Q2 на флуида е Q1=Q2.
Сцилицет A1v1= A2v2
Във формулата, A1, A2 - площта на напречното сечение на точка 1 и точка 2 (m2);
v1, v2 — скоростта на флуида, протичащ през сечението точка 1 и сечението точка 2, m/s.
От горната формула може да се види, че с увеличаване на напречното сечение скоростта на потока намалява; с намаляване на напречното сечение скоростта на потока се увеличава.
За хоризонтални тръби, съгласно уравнението на Бернули за несвиваеми флуиди
P1+ (1/2) * ρv12=P2+(1/2)ρv22
Във формулата, P1, P2 - съответното налягане в напречното сечение на точка 1 и точка 2 (Pa)
v1, v2 — скорост на флуида (m/s), протичащ през сечението в точка 1 и точка 2
ρ — плътност на флуида (кг/м³)
От горната формула може да се види, че скоростта на потока на динамичния флуид се увеличава непрекъснато, а налягането намалява непрекъснато от точка 1 до точка 2. Когато v2>v1, P1>P2, когато v2 се увеличи до определена стойност (може да достигне скоростта на звука), P2 ще бъде по-малко от едно атмосферно налягане, т.е. в точка 3 ще се генерира отрицателно налягане.
Когато движещата течност навлезе в разширителната секция на работната дюза, т.е. секцията от точка 2 до секцията в точка 3, скоростта на движещата течност продължава да се покачва, а налягането продължава да спада. Когато динамичната течност достигне изходната секция на работната дюза (секция в точка 3), скоростта ѝ достига максимума и може да достигне свръхзвукова скорост. В този момент налягането в секцията в точка 3 достига минимума, т.е. степента на вакуум достига максимума, който може да достигне 90 Kpa.
02. Участъкът от точка 3 до точка 5 е етапът на смесване на движещата течност и изпомпваната течност.
Високоскоростният флуид, образуван от динамичния флуид в изходната секция на работната дюза (секция в точка 3), ще образува вакуумна зона близо до изхода на работната дюза, така че засмуканият флуид близо до относително високото налягане ще бъде засмукан под действието на разликата в налягането в смесителната камера. Изпомпваният флуид се засмуква в смесителната камера в секция точка 9. По време на потока от секция точка 9 до секция точка 5, скоростта на изпомпвания флуид се увеличава непрекъснато, а налягането продължава да спада до мощност по време на секцията от секция точка 9 до секция точка 3. Налягането на флуида в изходната секция на работната дюза (точка 3).
В секцията на смесителната камера и предната секция на гърлото (секция от точка 3 до точка 6), движещата течност и течността, която ще се изпомпва, започват да се смесват, като импулсът и енергията се обменят, а кинетичната енергия, преобразувана от потенциалната енергия на налягането на движещата течност, се предава на изпомпваната течност, така че скоростта на динамичната течност постепенно намалява, скоростта на засмукваното тяло постепенно се увеличава и двете скорости постепенно намаляват и се приближават. Накрая, в секцията точка 4, двете скорости достигат една и съща скорост и гърлото и дифузьорът на Вентури се освобождават.
三:Съставът и принципът на работа на самозасмукващата помпена група, която използва потока от отработени газове от дизеловия двигател за получаване на вакуум
Отработените газове от дизеловия двигател се отнасят до отработените газове, отделяни от дизеловия двигател след изгаряне на дизелово гориво. Те принадлежат към отработените газове, но имат определено количество топлина и налягане. След тестове, проведени от съответните изследователски отдели, налягането на отработените газове, отделяни от дизелов двигател, оборудван с турбокомпресор [3], може да достигне 0,2 MPa. От гледна точка на ефективното използване на енергията, опазването на околната среда и намаляването на експлоатационните разходи, използването на отработените газове, отделяни от работата на дизеловия двигател, се превърна в тема на изследване. Турбокомпресорът [3] използва отработените газове, отделяни от работата на дизеловия двигател. Като компонент на задвижването, той се използва за повишаване на налягането на въздуха, влизащ в цилиндъра на дизеловия двигател, така че дизеловият двигател да може да гори по-пълноценно, с което се подобряват мощността на дизеловия двигател, подобрява се специфичната мощност, подобрява се разходът на гориво и се намалява шумът. Следното е вид използване на отработените газове, отделяни от работата на дизеловия двигател, като задвижваща течност. Газът от помпената камера на центробежната помпа и входната тръба за вода на центробежната помпа се засмуква през тръбата на Вентури и в помпената камера на центробежната помпа и входната тръба за вода на центробежната помпа се генерира вакуум. Под действието на атмосферното налягане водата, която е под нивото на входа на центробежната помпа, навлиза във входния тръбопровод на центробежната помпа и в помпената кухина на центробежната помпа, като по този начин запълва входния тръбопровод и помпената кухина на центробежната помпа и стартира центробежната помпа, за да постигне нормално водоснабдяване. Структурата е показана на Фигура 2, а работният процес е следният:
Както е показано на Фигура 2, входът за вода на центробежната помпа е свързан с тръбопровода, потопен в басейна под изхода на водната помпа, а изходът за вода е свързан с изходния клапан и тръбопровода на водната помпа. Преди дизеловият двигател да работи, изходният клапан за вода на центробежната помпа се затваря, шибърният клапан (6) се отваря и центробежната помпа се отделя от дизеловия двигател чрез съединителя. След като дизеловият двигател стартира и работи нормално, шибърният клапан (2) се затваря и отработените газове, изпускани от дизеловия двигател, навлизат във вентуриевата тръба през изпускателната тръба (4) от заглушителя и се изпускат през изпускателната тръба (11). При този процес, съгласно принципа на вентуриевата тръба, газът в помпената камера на центробежната помпа навлиза във вентуриевата тръба през шибърния клапан и изпускателната тръба и се смесва с отработените газове от дизеловия двигател, след което се изпускат през изпускателната тръба. По този начин в кухината на центробежната помпа и във входящия тръбопровод за вода на центробежната помпа се образува вакуум, а водата от водоизточника, разположен по-ниско от входа за вода на центробежната помпа, навлиза в кухината на центробежната помпа през входната тръба за вода на центробежната помпа под действието на атмосферно налягане. Когато кухината на помпата на центробежната помпа и входният тръбопровод за вода се напълнят с вода, затворете шибърния кран (6), отворете шибърния кран (2), свържете центробежната помпа с дизеловия двигател чрез съединителя и отворете изходния клапан за вода на центробежната помпа, така че помпеният агрегат на дизеловия двигател да започне да работи нормално. След тестване, помпеният агрегат на дизеловия двигател може да засмуква вода на 2 метра под входната тръба на центробежната помпа в кухината на помпата на центробежната помпа.
Гореспоменатият самозасмукващ помпен агрегат за дизелов двигател, използващ потока от отработени газове от дизеловия двигател за получаване на вакуум, има следните характеристики:
1. Ефективно решаване на проблема със самозасмукващия капацитет на помпения комплект дизелови двигатели;
2. Тръбата на Вентури е с малки размери, леко тегло и компактна конструкция, а цената ѝ е по-ниска от тази на обикновените вакуумни помпени системи. Следователно, дизеловият помпен агрегат с такава конструкция спестява място, заемано от оборудването, и разходи за монтаж, както и намалява разходите за инженеринг.
3. Дизеловият помпен агрегат с тази конструкция прави използването му по-широко и подобрява обхвата му на употреба;
4. Тръбата на Вентури е лесна за работа и лесна за поддръжка. Не изисква щатен персонал за управление. Тъй като няма механична трансмисия, шумът е нисък и не е необходимо да се използва смазочно масло.
5. Тръбата на Вентури има проста структура и дълъг експлоатационен живот.
Причината, поради която помпеният агрегат с дизелов двигател с тази конструкция може да засмуква вода под входа за вода на центробежната помпа и да използва максимално отработените газове, отделяни от работата на дизеловия двигател, за да преминават през основната тръба на Вентури с висока скорост, е, че помпеният агрегат с дизелов двигател първоначално няма функция за самозасмукване.
Подобрете височината на абсорбиране на вода на помпения агрегат на дизеловия двигател
Самозасмукващата помпа за дизелов двигател, описана по-горе, има функция за самозасмукване, като използва отработените газове от дизеловия двигател, за да преминат през тръбата на Вентури, за да се получи вакуум. Въпреки това, работната течност в помпения агрегат на дизеловия двигател с тази конструкция е отработените газове от дизеловия двигател, а налягането е сравнително ниско, така че полученият вакуум също е сравнително нисък, което ограничава височината на абсорбиране на вода от центробежната помпа и също така ограничава обхвата на използване на помпения агрегат. Ако височината на засмукване на центробежната помпа трябва да се увеличи, степента на вакуум в смукателната площ на тръбата на Вентури трябва да се увеличи. Съгласно принципа на работа на тръбата на Вентури, за да се подобри степента на вакуум в смукателната площ на тръбата на Вентури, работната дюза на тръбата на Вентури трябва да бъде проектирана. Тя може да бъде от тип звукова дюза или дори от тип свръхзвукова дюза, като също така увеличава първоначалното налягане на динамичната течност, преминаваща през Вентури.
За да се увеличи първоначалното налягане на течността на Вентури, протичаща в помпения агрегат на дизеловия двигател, в изпускателната тръба на дизеловия двигател може да се монтира турбокомпресор [3]. Турбокомпресорът [3] е устройство за сгъстяване на въздух, което използва инерционния импулс на отработените газове, отделяни от двигателя, за да избута турбината в турбинната камера. Турбината задвижва коаксиалното работно колело, а работното колело компресира въздуха. Структурата и принципът му на работа са показани на Фигура 3. Турбокомпресорът е разделен на три вида: високо налягане, средно налягане и ниско налягане. Изходните налягания на сгъстения газ са: високо налягане е по-голямо от 0,3 MPa, средно налягане е 0,1-0,3 MPa, ниско налягане е по-малко от 0,1 MPa, а изходното налягане на сгъстения газ от турбокомпресора е относително стабилно. Ако сгъстеният газ, подаван от турбокомпресора, се използва като течност на Вентури, може да се постигне по-висока степен на вакуум, т.е. височината на абсорбиране на вода от помпения агрегат на дизеловия двигател се увеличава.
五： заключения:Самозасмукващата помпена група на дизеловия двигател, използваща потока от отработени газове от дизеловия двигател за получаване на вакуум, използва максимално високоскоростния поток на отработените газове, вентуриевата тръба и технологията на турбокомпресора, генерирани по време на работа на дизеловия двигател, за да извлече газа от кухината на помпата и входната тръба за вода на центробежната помпа. Генерира се вакуум и водата под източника на вода на центробежната помпа се засмуква във входната тръба за вода и кухината на помпата на центробежната помпа, така че помпената група на дизеловия двигател има самозасмукващ ефект. Помпената група на дизеловия двигател с тази конструкция има предимствата на опростена конструкция, удобна работа и ниска цена, като по този начин подобрява обхвата на използване на помпената група на дизеловия двигател.
Време на публикуване: 17 август 2022 г.