Abstrakt: Tento článek představuje samonasávací čerpací jednotku vznětového motoru, která využívá proudění výfukových plynů z vznětového motoru k dosažení podtlaku, včetně odstředivého čerpadla, vznětového motoru, spojky, Venturiho trubice, tlumiče výfuku, výfukového potrubí atd. Výstupní hřídel vznětového motoru se skládá ze spojky a spojky. Tlumič výfuku je spojen se vstupním hřídelem odstředivého čerpadla a na výfukovém otvoru tlumiče výfuku vznětového motoru je instalován šoupátkový ventil; na straně tlumiče výfuku je navíc uspořádáno výfukové potrubí a výfukové potrubí je připojeno k vstupu vzduchu do Venturiho trubice a na straně Venturiho trubice je rozhraní propojení s výfukovým otvorem čerpací komory odstředivého čerpadla, na potrubí je instalován šoupátkový ventil a podtlakový jednocestný ventil a výstupní potrubí je připojeno k výfukovému otvoru Venturiho trubice. Výfukové plyny vypouštěné z dieselového motoru jsou vypouštěny do Venturiho trubice a plyn v komoře čerpadla odstředivého čerpadla a v přívodním potrubí vody odstředivého čerpadla je odčerpáván za vzniku podtlaku, takže voda pod vstupem vody odstředivého čerpadla je nasávána do komory čerpadla a zajišťuje normální odvodnění.
Čerpací jednotka s dieselovým motorem je čerpací jednotka pro zásobování vodou poháněná dieselovým motorem, která se široce používá v odvodňování, zemědělském zavlažování, požární ochraně a dočasném přečerpávání vody. Čerpadla s dieselovým motorem se často používají v podmínkách, kdy je voda odebírána zpod vstupu vody do vodního čerpadla. V současné době se pro čerpání vody v těchto podmínkách často používají následující metody:
01. Nainstalujte spodní ventil na konec vstupního potrubí vodního čerpadla v sacím bazénu: před spuštěním čerpacího agregátu s dieselovým motorem naplňte dutinu vodního čerpadla vodou. Po vypuštění vzduchu z komory čerpadla a vstupního potrubí vody do vodního čerpadla spusťte čerpací agregát s dieselovým motorem, abyste dosáhli normálního přívodu vody. Protože je spodní ventil instalován na dně bazénu, je v případě selhání spodního ventilu údržba velmi nepraktická. Navíc u čerpacího agregátu s dieselovým motorem s velkým průtokem je kvůli velké dutině čerpadla a velkému průměru vstupního potrubí vody potřeba velké množství vody a stupeň automatizace je nízký, což je velmi nepraktické.
02. Čerpadlové agregát s dieselovým motorem je vybaven vakuovým agregátem s dieselovým motorem: po prvním spuštění vakuového agregátu s dieselovým motorem se odčerpá vzduch z komory čerpadla a z přívodního potrubí vody vodního čerpadla, čímž se vytvoří podtlak. Voda ze zdroje vody se pod působením atmosférického tlaku dostane do přívodního potrubí vodního čerpadla a komory čerpadla. Uvnitř se restartuje čerpací agregát s dieselovým motorem, aby se dosáhlo normálního přívodu vody. Vakuové čerpadlo v této metodě absorpce vody musí být poháněno dieselovým motorem a musí být vybaveno odlučovačem páry a vody, což nejen zvětšuje zabíranou plochu zařízení, ale také zvyšuje náklady na zařízení.
03 、Samonasávací čerpadlo je spárováno s dieselovým motorem: samonasávací čerpadlo má nízkou účinnost a velký objem a samonasávací čerpadlo má malý průtok a nízký zdvih, což v mnoha případech nemůže splňovat požadavky na použití. Aby se snížily náklady na zařízení pro dieselový motor, zmenšil prostor zabíraný dieselovým motorem, rozšířil se rozsah použití dieselového motoru a plně se využily výfukové plyny generované dieselovým motorem běžícím vysokou rychlostí, procházejí Venturiho trubicí [1], dutinou odstředivého čerpadla a odstředivým čerpadlem. Plyn ve vodním potrubí je odváděn přes sací rozhraní Venturiho trubice připojené k výfukovému otvoru komory odstředivého čerpadla a v komoře čerpadla odstředivého čerpadla a ve vstupním potrubí vody odstředivého čerpadla se vytváří podtlak. Voda ve zdroji vody je pod vstupním potrubím vody odstředivého čerpadla. Pod působením atmosférického tlaku vstupuje do vstupního potrubí vody vodního čerpadla a dutiny čerpadla odstředivého čerpadla, čímž se naplní vstupní potrubí vody odstředivého čerpadla a dutina čerpadla odstředivého čerpadla. Poté se spustí spojka, která spojuje dieselový motor s odstředivým čerpadlem, a odstředivé čerpadlo začne zajišťovat normální přívod vody.
Princip fungování Venturiho trubice
Venturiho trubice je zařízení pro vytváření vakua, které využívá tekutinu k přenosu energie a hmoty. Jeho obecná struktura je znázorněna na obrázku 1. Skládá se z pracovní trysky, sací oblasti, směšovací komory, hrdla a difuzoru. Jedná se o generátor vakua. Hlavní součástí zařízení je nový, účinný, čistý a ekonomický vakuový prvek, který využívá zdroj tekutiny s přetlakem k vytváření podtlaku. Pracovní proces vytváření vakua je následující:
01. Úsek od bodu 1 do bodu 3 představuje fázi zrychlení dynamické kapaliny v pracovní trysce. Hnací kapalina s vyšším tlakem vstupuje do pracovní trysky Venturiho trubice nižší rychlostí na vstupu do pracovní trysky (úsek bod 1). Při proudění v zúžené části pracovní trysky (úsek 1 až úsek 2) lze z mechaniky tekutin poznat, že pro rovnici kontinuity nestlačitelné kapaliny [2] platí, že dynamický tok kapaliny Q1 v úseku 1 a dynamická síla v úseku 2. Vztah mezi průtokem kapaliny Q2 je Q1 = Q2.
Scilicet A1v1 = A2v2
Ve vzorci, A1, A2 - plocha průřezu bodu 1 a bodu 2 (m2);
v1, v2 — rychlost kapaliny protékající úsekem bodu 1 a úsekem bodu 2, m/s.
Z výše uvedeného vzorce je patrné, že se zvětšením průřezu se rychlost proudění snižuje; se zmenšením průřezu se rychlost proudění zvyšuje.
Pro horizontální potrubí, podle Bernoulliho rovnice pro nestlačitelné tekutiny
P1+ (1/2) * ρv12=P2+(1/2)ρv22
Ve vzorci P1, P2 - odpovídající tlak v průřezu bodu 1 a bodu 2 (Pa)
v1, v2 — rychlost kapaliny (m/s) proudící průřezem v bodě 1 a bodě 2
ρ — hustota kapaliny (kg/m³)
Z výše uvedeného vzorce je patrné, že rychlost proudění dynamické kapaliny se od bodu 1 k bodu 2 plynule zvyšuje a tlak se plynule snižuje. Pokud v2 > v1, P1 > P2, a v2 se zvýší na určitou hodnotu (může dosáhnout rychlosti zvuku), bude P2 menší než jeden atmosférický tlak, tj. v bodě 3 bude generován podtlak.
Když hnací kapalina vstoupí do expanzní sekce pracovní trysky, tj. sekce od bodu 2 do sekce v bodě 3, rychlost hnací kapaliny stále roste a tlak stále klesá. Když dynamická kapalina dosáhne výstupní sekce pracovní trysky (sekce v bodě 3), její rychlost dosáhne maxima a může dosáhnout nadzvukové rychlosti. V tomto okamžiku tlak v sekci v bodě 3 dosáhne minima, tj. stupeň podtlaku dosáhne maxima a může dosáhnout 90 kPa.
02. Úsek od bodu 3 do bodu 5 je fází míchání hnacího média a čerpaného média.
Vysokorychlostní kapalina vytvořená dynamickou kapalinou ve výstupní části pracovní trysky (část v bodě 3) vytvoří v blízkosti výstupu z pracovní trysky podtlak, takže nasávaná kapalina v blízkosti relativně vysokého tlaku bude působením tlakového rozdílu nasávána do míchací komory. Čerpaná kapalina je nasávána do míchací komory v části bodu 9. Během proudění z části bodu 9 do části bodu 5 se rychlost čerpané kapaliny neustále zvyšuje a tlak v části bodu 9 do části bodu 3 dále klesá. Tlak kapaliny ve výstupní části pracovní trysky (bod 3) se zvýší.
V části směšovací komory a přední části hrdla (část od bodu 3 do bodu 6) se hnací kapalina a čerpaná kapalina začnou mísit, dochází k výměně hybnosti a energie a kinetická energie přeměněná z tlakové potenciální energie hnací kapaliny se přenáší na čerpanou kapalinu, takže rychlost dynamické kapaliny se postupně snižuje, rychlost nasávaného tělesa se postupně zvyšuje a obě rychlosti se postupně snižují a přibližují. Nakonec v části bodu 4 obě rychlosti dosáhnou stejné rychlosti a hrdlo a difuzor Venturiho trubice se vyprázdní.
三:Složení a princip činnosti samonasávací čerpací jednotky, která využívá proud výfukových plynů z dieselového motoru k dosažení podtlaku
Výfukové plyny vznětového motoru označují výfukové plyny emitované vznětovým motorem po spálení motorové nafty. Patří mezi výfukové plyny, ale tyto výfukové plyny mají určité množství tepla a tlaku. Po testování příslušnými výzkumnými odděleními může tlak výfukových plynů vypouštěných z vznětového motoru vybaveného turbodmychadlem [3] dosáhnout 0,2 MPa. Z hlediska efektivního využívání energie, ochrany životního prostředí a snižování provozních nákladů se stalo tématem výzkumu využití výfukových plynů vypouštěných z provozu vznětového motoru. Turbodmychadlo [3] využívá výfukové plyny vypouštěné z provozu vznětového motoru. Jako součást pohonu se používá ke zvýšení tlaku vzduchu vstupujícího do válce vznětového motoru, aby se vznětový motor mohl plněji spalovat, a tím se zlepší výkon vznětového motoru, zlepší se specifický výkon, zlepší se spotřeba paliva a sníží se hluk. Následuje příklad využití výfukových plynů vypouštěných z provozu vznětového motoru jako hnací kapaliny. Plyn z čerpací komory odstředivého čerpadla a vstupního potrubí vody odstředivého čerpadla je odsáván Venturiho trubicí a v čerpací komoře odstředivého čerpadla a vstupním potrubí vody odstředivého čerpadla se vytváří podtlak. Působením atmosférického tlaku voda pod hladinou zdroje vody na vstupu odstředivého čerpadla vstupuje do vstupního potrubí odstředivého čerpadla a do dutiny čerpadla, čímž se naplní vstupní potrubí a dutina čerpadla odstředivého čerpadla a odstředivé čerpadlo se spustí, čímž se dosáhne normálního přívodu vody. Jeho struktura je znázorněna na obrázku 2 a provozní proces je následující:
Jak je znázorněno na obrázku 2, vstup vody do odstředivého čerpadla je připojen k potrubí ponořenému v bazénu pod výstupem vodního čerpadla a výstup vody je připojen k výstupnímu ventilu a potrubí vodního čerpadla. Před spuštěním vznětového motoru se uzavře výstupní ventil vody z odstředivého čerpadla, otevře se šoupátko (6) a odstředivé čerpadlo se oddělí od vznětového motoru pomocí spojky. Po nastartování a normálním chodu vznětového motoru se šoupátko (2) uzavře a výfukové plyny vypouštěné z vznětového motoru vstupují do Venturiho trubice výfukovým potrubím (4) z tlumiče výfuku a jsou vypouštěny výfukovým potrubím (11). V tomto procesu, podle principu Venturiho trubice, plyn z čerpací komory odstředivého čerpadla vstupuje do Venturiho trubice šoupátkem a výfukovým potrubím a mísí se s výfukovými plyny z vznětového motoru a poté jsou vypouštěny výfukovým potrubím. Tímto způsobem se v dutině odstředivého čerpadla a ve vstupním potrubí vody odstředivého čerpadla vytvoří podtlak a voda ze zdroje vody pod vstupním potrubím odstředivého čerpadla vstupuje do dutiny čerpadla odstředivého čerpadla vstupním potrubím vody odstředivého čerpadla působením atmosférického tlaku. Když se dutina čerpadla odstředivého čerpadla a vstupní potrubí vody naplní vodou, uzavřete šoupátko (6), otevřete šoupátko (2), spojte odstředivé čerpadlo se vznětovým motorem přes spojku a otevřete výstupní ventil vody odstředivého čerpadla, aby se vznětové čerpadlo s dieselovým motorem normálně spustil přívod vody. Po zkoušce může vznětové čerpadlo nasávat vodu 2 metry pod vstupním potrubím odstředivého čerpadla do dutiny čerpadla odstředivého čerpadla.
Výše zmíněná skupina samonasávacích čerpadel pro vznětový motor využívající proudění výfukových plynů z vznětového motoru k dosažení podtlaku má následující vlastnosti:
1. Efektivně řešit samonasávací kapacitu čerpadel dieselového motoru;
2. Venturiho trubice má malé rozměry, nízkou hmotnost a kompaktní konstrukci a její cena je nižší než u běžných systémů vakuových čerpadel. Vznětový motor s touto konstrukcí tak šetří prostor zabíraný zařízením, náklady na instalaci a snižuje náklady na inženýrské práce.
3. Čerpací soustrojí dieselového motoru této konstrukce rozšiřuje jeho využití a zlepšuje jeho rozsah použití;
4. Venturiho trubice se snadno ovládá a udržuje. K jejímu ovládání není nutný personál na plný úvazek. Protože neobsahuje mechanickou převodovou část, je hlučnost nízká a není nutné spotřebovávat mazací olej.
5. Venturiho trubice má jednoduchou konstrukci a dlouhou životnost.
Důvod, proč soustrojí dieselového motoru s touto konstrukcí dokáže nasávat vodu níže, než je vstup vody do odstředivého čerpadla, a plně využít výfukové plyny vypouštěné z provozu dieselového motoru k proudění Venturiho trubicí hlavní komponenty vysokou rychlostí, znamená, že soustrojí dieselového motoru původně nemá funkci samonasávání. S funkcí samonasávání.
Zlepšení výšky absorpce vody u čerpací soupravy dieselového motoru
Výše popsané samonasávací čerpadlové agregát dieselového motoru má samonasávací funkci, která využívá výfukové plyny vypouštěné z dieselového motoru k proudění Venturiho trubicí a vytváří tak podtlak. Hnací kapalinou v čerpadle dieselového motoru s touto konstrukcí jsou však výfukové plyny vypouštěné dieselovým motorem a tlak je relativně nízký, takže výsledné podtlak je také relativně nízký, což omezuje výšku absorpce vody odstředivým čerpadlem a také omezuje rozsah použití čerpacího agregátu. Pokud má být zvýšena sací výška odstředivého čerpadla, je nutné zvýšit stupeň podtlaku v sací ploše Venturiho trubice. Podle principu činnosti Venturiho trubice je pro zlepšení stupně podtlaku v sací ploše Venturiho trubice nutné navrhnout pracovní trysku Venturiho trubice. Může se jednat o typ sonické trysky nebo dokonce nadzvukové trysky, která také zvyšuje původní tlak dynamické kapaliny protékající Venturiho trubicí.
Pro zvýšení původního tlaku Venturiho kapaliny proudící v čerpadle vznětového motoru lze do výfukového potrubí vznětového motoru instalovat turbodmychadlo [3]. Turbodmychadlo [3] je zařízení pro stlačování vzduchu, které využívá setrvačný impuls výfukových plynů vypouštěných z motoru k tlačení turbíny v turbínové komoře, přičemž turbína pohání koaxiální oběžné kolo a oběžné kolo stlačuje vzduch. Jeho struktura a princip činnosti jsou znázorněny na obrázku 3. Turbodmychadlo se dělí na tři typy: vysokotlaké, středotlaké a nízkotlaké. Výstupní tlaky stlačeného plynu jsou: vysoký tlak je větší než 0,3 MPa, střední tlak je 0,1-0,3 MPa, nízký tlak je menší než 0,1 MPa a tlak stlačeného plynu na výstupu turbodmychadla je relativně stabilní. Pokud se jako Venturiho kapalina použije stlačený plyn vstupující do turbodmychadla, lze dosáhnout vyššího stupně podtlaku, tj. zvýší se absorpční výška vody čerpadlem vznětového motoru.
五: závěry:Samonasávací čerpadlo vznětového motoru využívá proudění výfukových plynů z vznětového motoru k vytvoření podtlaku a plně využívá vysokorychlostní proudění výfukových plynů, Venturiho trubici a technologii přeplňování generovanou během provozu vznětového motoru k odsávání plynu z dutiny čerpadla a přívodního potrubí vody odstředivého čerpadla. Vytvoří se podtlak a voda pod hladinou zdroje vody odstředivého čerpadla je nasávána do přívodního potrubí vody a dutiny čerpadla odstředivého čerpadla, čímž se dosáhne samonasávacího účinku. Čerpací agregát vznětového motoru této konstrukce má výhody jednoduché konstrukce, pohodlného ovládání a nízkých nákladů a zlepšuje rozsah použití čerpacího agregátu vznětového motoru.
Čas zveřejnění: 17. srpna 2022