چکیده: این مقاله یک واحد پمپ خود مکش موتور دیزل را معرفی میکند که از جریان گاز خروجی از موتور دیزل برای ایجاد خلاء استفاده میکند، از جمله پمپ گریز از مرکز، موتور دیزل، کلاچ، لوله ونتوری، صدا خفه کن، لوله اگزوز و غیره. شفت خروجی موتور دیزل از کلاچ و کوپلینگ تشکیل شده است. صدا خفه کن به شفت ورودی پمپ گریز از مرکز متصل است و یک شیر دروازهای در دریچه اگزوز صدا خفه کن موتور دیزل نصب شده است. یک لوله اگزوز علاوه بر این در کنار صدا خفه کن قرار گرفته است و لوله اگزوز به ورودی هوای لوله ونتوری متصل است و کنار لوله ونتوری رابط جاده با دریچه اگزوز محفظه پمپ پمپ گریز از مرکز متصل است، یک شیر دروازهای و یک شیر یک طرفه خلاء روی خط لوله نصب شدهاند و یک لوله خروجی به دریچه اگزوز لوله ونتوری متصل است. گاز خروجی از موتور دیزل به داخل لوله ونتوری تخلیه میشود و گاز موجود در محفظه پمپ پمپ گریز از مرکز و لوله ورودی آب پمپ گریز از مرکز به بیرون پمپ میشود تا خلاء ایجاد شود، به طوری که آب پایینتر از ورودی آب پمپ گریز از مرکز به داخل محفظه پمپ مکیده میشود تا زهکشی طبیعی انجام شود.
پمپ موتور دیزلی، یک واحد پمپ آبرسانی است که توسط موتور دیزلی تغذیه میشود و به طور گسترده در زهکشی، آبیاری کشاورزی، آتش نشانی و انتقال موقت آب مورد استفاده قرار میگیرد. پمپهای موتور دیزلی اغلب در شرایطی استفاده میشوند که آب از زیر ورودی آب پمپ آب کشیده میشود. در حال حاضر، روشهای زیر اغلب برای پمپاژ آب در این شرایط استفاده میشوند:
۱. یک شیر کف در انتهای لوله ورودی پمپ آب در حوضچه مکش نصب کنید: قبل از روشن کردن پمپ موتور دیزل، محفظه پمپ آب را با آب پر کنید. پس از تخلیه هوای محفظه پمپ و لوله ورودی آب پمپ آب، پمپ موتور دیزل را روشن کنید تا به منبع آب عادی برسید. از آنجایی که شیر کف در کف حوضچه نصب شده است، در صورت خرابی شیر کف، تعمیر و نگهداری بسیار دشوار است. علاوه بر این، برای یک پمپ موتور دیزل با جریان زیاد، به دلیل حفره بزرگ پمپ و قطر زیاد لوله ورودی آب، مقدار زیادی آب مورد نیاز است و درجه اتوماسیون پایین است که استفاده از آن را بسیار دشوار میکند.
02، مجموعه پمپ موتور دیزلی مجهز به مجموعه پمپ خلاء موتور دیزلی است: با روشن کردن اولیه مجموعه پمپ خلاء موتور دیزلی، هوای داخل محفظه پمپ و لوله ورودی آب پمپ آب خارج میشود و در نتیجه خلاء ایجاد میشود و آب موجود در منبع آب تحت فشار اتمسفر وارد لوله ورودی پمپ آب و محفظه پمپ میشود. در داخل، مجموعه پمپ موتور دیزلی را مجدداً راهاندازی کنید تا به تأمین آب عادی برسید. پمپ خلاء در این روش جذب آب نیز باید توسط یک موتور دیزلی هدایت شود و پمپ خلاء باید به جداکننده بخار-آب مجهز باشد که نه تنها فضای اشغال شده تجهیزات را افزایش میدهد، بلکه هزینه تجهیزات را نیز افزایش میدهد.
03، پمپ خودپمپ با موتور دیزلی هماهنگ است: پمپ خودپمپ راندمان پایین و حجم زیادی دارد و پمپ خودپمپ دارای جریان کم و بالابر کم است که در بسیاری از موارد نمیتواند الزامات استفاده را برآورده کند. به منظور کاهش هزینه تجهیزات مجموعه پمپ موتور دیزل، کاهش فضای اشغال شده توسط مجموعه پمپ، گسترش محدوده استفاده از مجموعه پمپ موتور دیزل و استفاده کامل از گاز خروجی تولید شده توسط موتور دیزل که با سرعت بالا از طریق لوله ونتوری [1] کار میکند، حفره پمپ گریز از مرکز و پمپ گریز از مرکز وارد میشوند. گاز موجود در خط لوله آب از طریق رابط مکش لوله ونتوری متصل به پورت اگزوز محفظه پمپ پمپ گریز از مرکز تخلیه میشود و در محفظه پمپ پمپ گریز از مرکز و خط لوله ورودی آب پمپ گریز از مرکز خلاء ایجاد میشود و آب موجود در منبع آب پایینتر از ورودی آب پمپ گریز از مرکز تحت فشار اتمسفر قرار دارد و وارد خط لوله ورودی آب پمپ آب و حفره پمپ پمپ گریز از مرکز میشود و بدین ترتیب خط لوله ورودی آب پمپ گریز از مرکز و حفره پمپ پمپ گریز از مرکز پر میشود و سپس کلاچ را برای اتصال موتور دیزل به پمپ گریز از مرکز شروع میکند و پمپ گریز از مرکز شروع به تحقق میکند. تامین آب معمولی.
二: اصل کار لوله ونتوری
ونتوری یک دستگاه ایجاد خلاء است که از سیال برای انتقال انرژی و جرم استفاده میکند. ساختار رایج آن در شکل 1 نشان داده شده است. این دستگاه شامل یک نازل کاری، یک ناحیه مکش، یک محفظه اختلاط، یک گلوگاه و یک پخشکننده است. این یک مولد خلاء است. جزء اصلی دستگاه یک عنصر خلاء جدید، کارآمد، تمیز و اقتصادی است که از یک منبع سیال فشار مثبت برای تولید فشار منفی استفاده میکند. فرآیند کار ایجاد خلاء به شرح زیر است:
01، مقطع از نقطه 1 تا نقطه 3، مرحله شتابگیری سیال دینامیکی در نازل کاری است. سیال محرک با فشار بالاتر، با سرعت کمتری در ورودی نازل کاری (مقطع نقطه 1) وارد نازل کاری ونتوری میشود. هنگام جریان در قسمت مخروطی نازل کاری (مقطع 1 تا مقطع 2)، از مکانیک سیالات میتوان دریافت که برای معادله پیوستگی سیال تراکمناپذیر [2]، جریان سیال دینامیکی Q1 از مقطع 1 و نیروی دینامیکی مقطع 2 است. رابطه بین نرخ جریان Q2 سیال به صورت Q1=Q2 است.
سیسیلیکت A1v1= A2v2
در فرمول، A1، A2 - سطح مقطع نقطه 1 و نقطه 2 (m2)؛
v1، v2 — سرعت سیال عبوری از نقطه ۱ و نقطه ۲، بر حسب متر بر ثانیه.
از فرمول بالا میتوان دریافت که با افزایش سطح مقطع، سرعت جریان کاهش مییابد؛ با کاهش سطح مقطع، سرعت جریان افزایش مییابد.
برای لولههای افقی، طبق معادله برنولی برای سیالات تراکمناپذیر
P1+(1/2)*ρv12=P2+(1/2)ρv22
در فرمول، P1، P2 - فشار مربوطه در سطح مقطع نقطه 1 و نقطه 2 (Pa)
v1، v2 - سرعت سیال (متر بر ثانیه) که در نقطه ۱ و نقطه ۲ از مقطع عبور میکند
ρ — چگالی سیال (کیلوگرم بر متر مکعب)
از فرمول بالا میتوان دریافت که سرعت جریان سیال دینامیکی به طور مداوم از نقطه ۱ به نقطه ۲ افزایش و فشار به طور مداوم کاهش مییابد. وقتی v2>v1 باشد، P1>P2، وقتی v2 به مقدار مشخصی افزایش یابد (میتواند به سرعت صوت برسد)، P2 کمتر از یک فشار اتمسفر خواهد بود، یعنی فشار منفی در نقطه ۳ ایجاد میشود.
وقتی سیال محرک وارد بخش انبساط نازل کاری، یعنی بخش از نقطه ۲ تا بخش در نقطه ۳ میشود، سرعت سیال محرک همچنان افزایش مییابد و فشار همچنان کاهش مییابد. وقتی سیال دینامیک به بخش خروجی نازل کاری (بخش در نقطه ۳) میرسد، سرعت سیال دینامیک به حداکثر میرسد و میتواند به سرعت مافوق صوت برسد. در این زمان، فشار در بخش در نقطه ۳ به حداقل میرسد، یعنی درجه خلاء به حداکثر میرسد که میتواند به ۹۰ کیلوپاسکال برسد.
02.، بخش از نقطه 3 تا نقطه 5 مرحله اختلاط سیال محرک و سیال پمپ شونده است.
سیال پرسرعت تشکیلشده توسط سیال دینامیک در بخش خروجی نازل کاری (بخش در نقطه ۳) یک ناحیه خلاء در نزدیکی خروجی نازل کاری تشکیل میدهد، به طوری که سیال مکششده در نزدیکی فشار نسبتاً بالا تحت عمل اختلاف فشار به داخل اتاق اختلاط مکیده میشود. سیال پمپشده در بخش نقطه ۹ به داخل محفظه اختلاط مکیده میشود. در طول جریان از بخش نقطه ۹ به بخش نقطه ۵، سرعت سیال پمپشده بهطور مداوم افزایش مییابد و فشار در طول بخش از بخش نقطه ۹ به بخش نقطه ۳ همچنان به توان خود کاهش مییابد. فشار سیال در بخش خروجی نازل کاری (نقطه ۳).
در بخش محفظه اختلاط و بخش جلویی گلوگاه (بخش از نقطه ۳ تا نقطه ۶)، سیال محرک و سیالی که قرار است پمپ شود شروع به مخلوط شدن میکنند و مومنتوم و انرژی مبادله میشوند و انرژی جنبشی تبدیل شده از انرژی پتانسیل فشاری سیال محرک به سیال پمپ شده منتقل میشود، به طوری که سرعت سیال دینامیکی به تدریج کاهش مییابد، سرعت جسم مکیده شده به تدریج افزایش مییابد و دو سرعت به تدریج کاهش یافته و به هم نزدیک میشوند. در نهایت، در بخش نقطه ۴، دو سرعت به سرعت یکسان میرسند و گلوگاه و دیفیوزر ونتوری تخلیه میشوند.
三:ترکیب و اصل کار گروه پمپهای خود مکش که از جریان گاز خروجی از موتور دیزل برای ایجاد خلاء استفاده میکنند
اگزوز موتور دیزل به گاز خروجی از موتور دیزل پس از سوختن روغن دیزل اشاره دارد. این گاز متعلق به گاز خروجی است، اما این گاز خروجی دارای مقدار مشخصی گرما و فشار است. پس از آزمایش توسط بخشهای تحقیقاتی مربوطه، فشار گاز خروجی خروجی از یک موتور دیزل مجهز به توربوشارژر [3] میتواند به 0.2 مگاپاسکال برسد. از منظر استفاده بهینه از انرژی، حفاظت از محیط زیست و کاهش هزینههای عملیاتی، استفاده از گاز خروجی خروجی از عملکرد موتور دیزل به یک موضوع تحقیقاتی تبدیل شده است. توربوشارژر [3] از گاز خروجی خروجی از عملکرد موتور دیزل استفاده میکند. به عنوان یک جزء محرک قدرت، از آن برای افزایش فشار هوای ورودی به سیلندر موتور دیزل استفاده میشود تا موتور دیزل بتواند به طور کاملتری بسوزد، عملکرد قدرت موتور دیزل را بهبود بخشد، قدرت ویژه را بهبود بخشد، مصرف سوخت را بهبود بخشد و سر و صدا را کاهش دهد. در زیر نوعی استفاده از گاز خروجی خروجی از موتور دیزل به عنوان سیال نیرو آمده است و گاز موجود در محفظه پمپ پمپ گریز از مرکز و لوله ورودی آب پمپ گریز از مرکز از طریق لوله ونتوری مکیده میشود و خلاء در محفظه پمپ پمپ گریز از مرکز و لوله ورودی آب پمپ گریز از مرکز ایجاد میشود. تحت تأثیر فشار اتمسفر، آب پایینتر از منبع آب ورودی پمپ گریز از مرکز وارد خط لوله ورودی پمپ گریز از مرکز و حفره پمپ پمپ گریز از مرکز میشود و بدین ترتیب خط لوله ورودی و حفره پمپ پمپ گریز از مرکز را پر میکند و پمپ گریز از مرکز را برای دستیابی به تأمین آب عادی روشن میکند. ساختار آن در شکل 2 نشان داده شده است و فرآیند کار به شرح زیر است:
همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، ورودی آب پمپ گریز از مرکز به خط لوله غوطهور در حوضچه زیر خروجی پمپ آب متصل است و خروجی آب به شیر خروجی پمپ آب و خط لوله متصل است. قبل از اینکه موتور دیزل کار کند، شیر خروجی آب پمپ گریز از مرکز بسته میشود، شیر دروازهای (6) باز میشود و پمپ گریز از مرکز از طریق کلاچ از موتور دیزل جدا میشود. پس از شروع و کارکرد عادی موتور دیزل، شیر دروازهای (2) بسته میشود و گاز خروجی تخلیه شده از موتور دیزل از طریق لوله اگزوز (4) از صدا خفه کن وارد لوله ونتوری میشود و از لوله اگزوز (11) تخلیه میشود. در این فرآیند، طبق اصل لوله ونتوری، گاز موجود در محفظه پمپ پمپ گریز از مرکز از طریق شیر دروازهای و لوله اگزوز وارد لوله ونتوری میشود و با گاز خروجی از موتور دیزل مخلوط شده و سپس از لوله اگزوز تخلیه میشود. به این ترتیب، در حفره پمپ گریز از مرکز و لوله ورودی آب پمپ گریز از مرکز، خلاء ایجاد میشود و آب موجود در منبع آب پایینتر از ورودی آب پمپ گریز از مرکز، تحت تأثیر فشار اتمسفر، از طریق لوله ورودی آب پمپ گریز از مرکز وارد حفره پمپ گریز از مرکز میشود. هنگامی که حفره پمپ گریز از مرکز و لوله ورودی آب با آب پر شد، شیر دروازهای (6) را ببندید، شیر دروازهای (2) را باز کنید، پمپ گریز از مرکز را از طریق کلاچ به موتور دیزل متصل کنید و شیر خروجی آب پمپ گریز از مرکز را باز کنید تا پمپ موتور دیزل به طور عادی کار کند. پس از آزمایش، پمپ موتور دیزل میتواند آب را تا 2 متر پایینتر از لوله ورودی پمپ گریز از مرکز به داخل حفره پمپ پمپ گریز از مرکز بمکد.
گروه پمپهای خود مکش موتور دیزلی فوقالذکر که از جریان گاز خروجی از موتور دیزل برای ایجاد خلاء استفاده میکنند، دارای ویژگیهای زیر هستند:
1. به طور موثر ظرفیت خودپمپ موتور دیزل را حل کنید.
۲. لوله ونتوری از نظر اندازه کوچک، وزن سبک و ساختار جمع و جور است و هزینه آن کمتر از سیستمهای پمپ خلاء رایج است. بنابراین، مجموعه پمپ موتور دیزلی این ساختار، فضای اشغال شده توسط تجهیزات و هزینه نصب را صرفهجویی میکند و هزینه مهندسی را کاهش میدهد.
۳. مجموعه پمپ موتور دیزل این سازه، استفاده از مجموعه پمپ موتور دیزل را گستردهتر کرده و دامنه استفاده از مجموعه پمپ موتور دیزل را بهبود میبخشد.
۴. لوله ونتوری به راحتی کار میکند و نگهداری از آن آسان است. برای مدیریت آن نیازی به پرسنل تمام وقت نیست. از آنجایی که هیچ قطعه انتقال مکانیکی وجود ندارد، سر و صدای آن کم است و نیازی به مصرف روغن روان کننده نیست.
۵. لوله ونتوری ساختار ساده و عمر طولانی دارد.
دلیل اینکه پمپ موتور دیزل این ساختار میتواند آب را پایینتر از ورودی آب پمپ گریز از مرکز مکش کند و از گاز خروجی خروجی از موتور دیزل برای جریان یافتن با سرعت بالا از طریق لوله ونتوری قطعه اصلی به طور کامل استفاده کند، باعث میشود پمپ موتور دیزلی که در ابتدا عملکرد خودترمیمی نداشت، با عملکرد خودترمیمی کار کند.
四: بهبود ارتفاع جذب آب مجموعه پمپ موتور دیزل
مجموعه پمپ خودپمپ موتور دیزل که در بالا توضیح داده شد، با استفاده از گاز خروجی تخلیه شده از موتور دیزل برای جریان یافتن از طریق لوله ونتوری و ایجاد خلاء، عملکرد خودپمپ دارد. با این حال، سیال عامل در مجموعه پمپ موتور دیزل با این ساختار، گاز خروجی تخلیه شده توسط موتور دیزل است و فشار آن نسبتاً کم است، بنابراین خلاء حاصل نیز نسبتاً کم است که ارتفاع جذب آب پمپ گریز از مرکز و همچنین محدوده استفاده از مجموعه پمپ را محدود میکند. اگر قرار باشد ارتفاع مکش پمپ گریز از مرکز افزایش یابد، باید درجه خلاء ناحیه مکش لوله ونتوری افزایش یابد. طبق اصل کار لوله ونتوری، برای بهبود درجه خلاء ناحیه مکش لوله ونتوری، نازل کاری لوله ونتوری باید طراحی شود. این نازل میتواند از نوع نازل صوتی یا حتی از نوع نازل مافوق صوت باشد و همچنین فشار اولیه سیال دینامیکی که از ونتوری عبور میکند را افزایش دهد.
برای افزایش فشار اولیه سیال محرک ونتوری که در مجموعه پمپ موتور دیزل جریان دارد، میتوان یک توربوشارژر را در لوله اگزوز موتور دیزل نصب کرد [3]. توربوشارژر [3] یک دستگاه فشردهسازی هوا است که از تکانه اینرسی گاز خروجی تخلیه شده از موتور برای فشار دادن توربین در محفظه توربین استفاده میکند، توربین پروانه کواکسیال را میچرخاند و پروانه هوا را فشرده میکند. ساختار و اصول کار آن در شکل 3 نشان داده شده است. توربوشارژر به سه نوع تقسیم میشود: فشار بالا، فشار متوسط و فشار کم. فشارهای گاز فشرده خروجی عبارتند از: فشار بالا بیشتر از 0.3 مگاپاسکال، فشار متوسط 0.1-0.3 مگاپاسکال، فشار کم کمتر از 0.1 مگاپاسکال و فشار گاز فشرده خروجی توسط توربوشارژر نسبتاً پایدار است. اگر گاز فشرده ورودی توسط توربوشارژر به عنوان سیال قدرت ونتوری استفاده شود، میتوان درجه خلاء بالاتری به دست آورد، یعنی ارتفاع جذب آب مجموعه پمپ موتور دیزل افزایش مییابد.
نتیجه گیری:گروه پمپهای خود مکش موتور دیزل که از جریان گاز خروجی از موتور دیزل برای ایجاد خلاء استفاده میکنند، از جریان پرسرعت گاز خروجی، لوله ونتوری و فناوری توربوشارژ تولید شده در حین کار موتور دیزل برای استخراج گاز موجود در حفره پمپ و لوله ورودی آب پمپ گریز از مرکز، به طور کامل استفاده میکنند. خلاء ایجاد میشود و آب پایینتر از منبع آب پمپ گریز از مرکز به داخل لوله ورودی آب و حفره پمپ پمپ گریز از مرکز مکیده میشود، به طوری که گروه پمپ موتور دیزل دارای اثر خود مکش است. مجموعه پمپ موتور دیزل این ساختار دارای مزایای ساختار ساده، عملکرد راحت و هزینه کم است و دامنه استفاده از مجموعه پمپ موتور دیزل را بهبود میبخشد.
زمان ارسال: ۱۷ آگوست ۲۰۲۲