Resumo: Este artigo presenta unha unidade de bomba autoaspirante para motor diésel que utiliza o fluxo de gases de escape do motor diésel para obter baleiro, incluíndo unha bomba centrífuga, un motor diésel, unha embrague, un tubo venturi, un silenciador, un tubo de escape, etc. O eixe de saída do motor diésel está composto por unha embrague e un acoplamento. O silenciador está conectado ao eixe de entrada da bomba centrífuga e hai unha válvula de compuerta instalada na porta de escape do silenciador do motor diésel; ademais, hai un tubo de escape disposto no lateral do silenciador e o tubo de escape está conectado á entrada de aire do tubo venturi e, ao lateral do tubo venturi, a interface de paso está conectada á porta de escape da cámara da bomba da bomba centrífuga, hai unha válvula de compuerta e unha válvula unidireccional de baleiro instaladas na tubaxe e un tubo de saída está conectado á porta de escape do tubo venturi. Os gases de escape descargados do motor diésel descárganse no tubo venturi e o gas da cámara da bomba centrífuga e da tubaxe de entrada de auga da bomba centrífuga bombeanse para formar un baleiro, de xeito que a auga por debaixo da entrada de auga da bomba centrífuga sexa aspirada cara á cámara da bomba para realizar unha drenaxe normal.
A unidade de bomba de motor diésel é unha unidade de bomba de subministración de auga alimentada por un motor diésel, que se usa amplamente en drenaxe, rego agrícola, protección contra incendios e transferencia temporal de auga. As bombas de motor diésel úsanse a miúdo en condicións nas que a auga se extrae por debaixo da entrada de auga da bomba de auga. Na actualidade, os seguintes métodos úsanse a miúdo para bombear auga nestas condicións:
01. Instale unha válvula inferior ao final do tubo de entrada da bomba de auga na piscina de succión: antes de arrincar o grupo bomba diésel, encha a cavidade da bomba de auga con auga. Despois de drenar o aire da cámara da bomba e da tubaxe de entrada de auga da bomba de auga, arrince o grupo bomba diésel para lograr un subministro de auga normal. Dado que a válvula inferior está instalada no fondo da piscina, se falla a válvula inferior, o mantemento é moi inconveniente. Ademais, para un grupo bomba diésel de gran caudal, debido á gran cavidade da bomba e ao gran diámetro do tubo de entrada de auga, requírese unha gran cantidade de auga e o grao de automatización é baixo, o que é moi inconveniente de usar.
02. O conxunto de bombas de motor diésel está equipado cun conxunto de bomba de baleiro para motor diésel: ao arrancar primeiro o conxunto de bomba de baleiro para motor diésel, o aire da cámara da bomba e da tubaxe de entrada de auga da bomba de auga é bombeado, xerando así un baleiro, e a auga da fonte de auga entra na tubaxe de entrada da bomba de auga e na cámara da bomba baixo a acción da presión atmosférica. No interior, reinicie o conxunto de bombas de motor diésel para lograr un subministro de auga normal. A bomba de baleiro neste método de absorción de auga tamén debe ser accionada por un motor diésel, e a bomba de baleiro debe estar equipada cun separador de vapor-auga, o que non só aumenta o espazo ocupado do equipo, senón que tamén aumenta o custo do equipo.
03. A bomba autoaspirante combínase co motor diésel: a bomba autoaspirante ten baixa eficiencia e gran volume, e a bomba autoaspirante ten un pequeno caudal e pouca elevación, o que non pode cumprir os requisitos de uso en moitos casos. Para reducir o custo do equipo do conxunto de bombas de motor diésel, reducir o espazo ocupado polo conxunto de bombas, ampliar o rango de uso do conxunto de bombas de motor diésel e aproveitar ao máximo os gases de escape xerados polo motor diésel que funciona a alta velocidade a través do tubo Venturi [1], a cavidade da bomba centrífuga e a bomba centrífuga entran. O gas na tubaxe de auga descárgase a través da interface de succión do tubo Venturi conectado á porta de escape da cámara da bomba centrífuga, e xérase un baleiro na cámara da bomba da bomba centrífuga e na tubaxe de entrada de auga da bomba centrífuga, e a auga na fonte de auga está por debaixo da entrada de auga da bomba centrífuga. Baixo a acción da presión atmosférica, entra na tubaxe de entrada de auga da bomba de auga e na cavidade da bomba centrífuga, enchendo así a tubaxe de entrada de auga da bomba centrífuga e a cavidade da bomba centrífuga, e logo arranca o embrague para conectar o motor diésel coa bomba centrífuga, e a bomba centrífuga comeza a realizar un subministro de auga normal.
Exemplo: o principio de funcionamento do tubo Venturi
Un venturi é un dispositivo de obtención de baleiro que usa fluído para transferir enerxía e masa. A súa estrutura común móstrase na Figura 1. Consta dunha boquilla de traballo, unha área de succión, unha cámara de mestura, unha garganta e un difusor. É un xerador de baleiro. O compoñente principal do dispositivo é un elemento de baleiro novo, eficiente, limpo e económico que usa unha fonte de fluído a presión positiva para xerar presión negativa. O proceso de traballo para obter o baleiro é o seguinte:
01. A sección do punto 1 ao punto 3 é a etapa de aceleración do fluído dinámico na boquilla de traballo. O fluído motriz de maior presión entra na boquilla de traballo do venturi a unha velocidade máis baixa na entrada da boquilla de traballo (sección do punto 1). Ao fluír na sección cónica da boquilla de traballo (sección 1 a sección 2), pódese saber pola mecánica de fluídos que, para a ecuación de continuidade do fluído incompresible [2], o fluxo de fluído dinámico Q1 da sección 1 e a forza dinámica da sección 2. A relación entre o caudal Q2 do fluído é Q1 = Q2.
Scilicet A1v1 = A2v2
Na fórmula, A1, A2 - a área da sección transversal do punto 1 e do punto 2 (m2);
v1, v2 — a velocidade do fluído que flúe a través da sección do punto 1 e da sección do punto 2, en m/s.
Da fórmula anterior pódese observar que a medida que aumenta a sección transversal, a velocidade do fluxo diminúe; a medida que se reduce a sección transversal, a velocidade do fluxo aumenta.
Para tubaxes horizontais, segundo a ecuación de Bernoulli para fluídos incompresibles
P1+（1/2）*ρv12=P2+(1/2)ρv²2
Na fórmula, P1, P2 - a presión correspondente na sección transversal do punto 1 e do punto 2 (Pa)
v1, v2 — velocidade do fluído (m/s) que flúe a través da sección no punto 1 e no punto 2
ρ — densidade do fluído (kg/m³)
Pódese observar a partir da fórmula anterior que a velocidade do fluxo do fluído dinámico aumenta continuamente e a presión diminúe continuamente desde a sección do punto 1 ata a sección do punto 2. Cando v2>v1, P1>P2, cando v2 aumenta ata un certo valor (pode alcanzar a velocidade do son), P2 será inferior a unha presión atmosférica, é dicir, xerarase presión negativa na sección do punto 3.
Cando o fluído motor entra na sección de expansión da boquilla de traballo, é dicir, a sección desde o punto 2 ata a sección no punto 3, a velocidade do fluído motor continúa a aumentar e a presión continúa a diminuír. Cando o fluído dinámico chega á sección de saída da boquilla de traballo (sección no punto 3), a velocidade do fluído dinámico alcanza o máximo e pode alcanzar unha velocidade supersónica. Neste momento, a presión na sección no punto 3 alcanza o mínimo, é dicir, o grao de baleiro alcanza o máximo, que pode alcanzar os 90 kpa.
02. A sección do punto 3 ao punto 5 é a etapa de mestura do fluído motriz e o fluído bombeado.
O fluído de alta velocidade formado polo fluído dinámico na sección de saída da boquilla de traballo (sección no punto 3) formará unha área de baleiro preto da saída da boquilla de traballo, de xeito que o fluído aspirado preto da presión relativamente alta será aspirado baixo a acción da diferenza de presión cara á sala de mestura. O fluído bombeado é aspirado cara á cámara de mestura na sección do punto 9. Durante o fluxo desde a sección do punto 9 ata a sección do punto 5, a velocidade do fluído bombeado aumenta continuamente e a presión continúa a baixar ata a potencia durante a sección desde a sección do punto 9 ata a sección do punto 3. A presión do fluído na sección de saída da boquilla de traballo (punto 3).
Na sección da cámara de mestura e na sección frontal da garganta (sección do punto 3 ao punto 6), o fluído motriz e o fluído a bombear comezan a mesturarse, intercámbianse o momento e a enerxía, e a enerxía cinética convertida a partir da enerxía potencial de presión do fluído motriz transfírese ao fluído bombeado, de xeito que a velocidade do fluído dinámico diminúe gradualmente, a velocidade do corpo aspirado aumenta gradualmente e as dúas velocidades diminúen e se achegan gradualmente. Finalmente, na sección do punto 4, as dúas velocidades alcanzan a mesma velocidade, e a garganta e o difusor do venturi descárganse.
三:A composición e o principio de funcionamento do grupo de bomba autoaspirante que utiliza o fluxo de gases de escape do motor diésel para obter un baleiro
Os gases de escape dun motor diésel refírense aos gases de escape emitidos por un motor diésel despois de queimar gasóleo. Pertence aos gases de escape, pero estes gases de escape teñen unha certa cantidade de calor e presión. Tras as probas realizadas polos departamentos de investigación pertinentes, a presión dos gases de escape dun motor diésel equipado cun turbocompresor [3] pode alcanzar os 0,2 MPa. Desde a perspectiva do uso eficiente da enerxía, a protección ambiental e a redución dos custos operativos, converteuse nun tema de investigación para utilizar os gases de escape descargados do funcionamento do motor diésel. O turbocompresor [3] utiliza os gases de escape descargados do funcionamento do motor diésel. Como compoñente de funcionamento de potencia, utilízase para aumentar a presión do aire que entra no cilindro do motor diésel, de xeito que o motor diésel poida queimarse máis completamente, para mellorar o rendemento de potencia do motor diésel, mellorar a potencia específica, mellorar o aforro de combustible e reducir o ruído. O seguinte é un tipo de uso dos gases de escape descargados do funcionamento do motor diésel como fluído de potencia, e o gas na cámara da bomba da bomba centrífuga e no tubo de entrada de auga da bomba centrífuga é aspirado a través do tubo venturi, e o baleiro xérase na cámara da bomba da bomba centrífuga e no tubo de entrada de auga da bomba centrífuga. Baixo a acción da presión atmosférica, a auga por debaixo da fonte de auga da entrada da bomba centrífuga entra na tubaxe de entrada da bomba centrífuga e na cavidade da bomba centrífuga, enchendo así a tubaxe de entrada e a cavidade da bomba centrífuga, e arranca a bomba centrífuga para lograr un subministro de auga normal. A súa estrutura móstrase na Figura 2, e o proceso de funcionamento é o seguinte:
Como se mostra na Figura 2, a entrada de auga da bomba centrífuga está conectada á tubaxe mergullada na piscina debaixo da saída da bomba de auga, e a saída de auga está conectada á válvula de saída da bomba de auga e á tubaxe. Antes de que o motor diésel funcione, a válvula de saída de auga da bomba centrífuga péchase, a válvula de comporta (6) ábrese e a bomba centrífuga sepárase do motor diésel a través da embrague. Despois de que o motor diésel arranque e funcione normalmente, a válvula de comporta (2) péchase e os gases de escape descargados do motor diésel entran no tubo venturi a través do tubo de escape (4) desde o silenciador e descárganse polo tubo de escape (11). Neste proceso, segundo o principio do tubo venturi, o gas da cámara da bomba centrífuga entra no tubo venturi a través da válvula de comporta e o tubo de escape, e mestúrase cos gases de escape do motor diésel e logo descárganse do tubo de escape. Deste xeito, fórmase un baleiro na cavidade da bomba centrífuga e na tubaxe de entrada de auga da bomba centrífuga, e a auga da fonte de auga que está por debaixo da entrada de auga da bomba centrífuga entra na cavidade da bomba centrífuga a través do tubo de entrada de auga da bomba centrífuga baixo a acción da presión atmosférica. Cando a cavidade da bomba centrífuga e a tubaxe de entrada de auga estean cheas de auga, peche a válvula de comporta (6), abra a válvula de comporta (2), conecte a bomba centrífuga ao motor diésel a través da embrague e abra a válvula de saída de auga da bomba centrífuga, para que o conxunto da bomba do motor diésel comece a funcionar normalmente no subministro de auga. Despois da proba, o conxunto da bomba do motor diésel pode aspirar auga 2 metros por debaixo do tubo de entrada da bomba centrífuga cara á cavidade da bomba centrífuga.
O grupo de bombas autoaspirantes para motor diésel mencionado anteriormente, que utiliza o fluxo de gases de escape do motor diésel para obter un baleiro, ten as seguintes características:
1. Resolver eficazmente a capacidade de autoaspiración do conxunto de bombas do motor diésel;
2. O tubo Venturi é de tamaño pequeno, lixeiro e de estrutura compacta, e o seu custo é inferior ao dos sistemas de bombas de baleiro comúns. Polo tanto, o conxunto de bombas de motor diésel desta estrutura aforra o espazo ocupado polo equipo e o custo de instalación, e reduce o custo de enxeñaría.
3. O conxunto de bombas de motor diésel desta estrutura fai que o uso do conxunto de bombas de motor diésel sexa máis amplo e mellora o rango de uso do conxunto de bombas de motor diésel;
4. O tubo Venturi é doado de operar e manter. Non require persoal a tempo completo para a súa xestión. Dado que non ten pezas de transmisión mecánica, o ruído é baixo e non é necesario consumir aceite lubricante.
5. O tubo Venturi ten unha estrutura simple e unha longa vida útil.
A razón pola que o conxunto de bombas de motor diésel desta estrutura pode aspirar auga por debaixo da entrada de auga da bomba centrífuga e aproveitar ao máximo os gases de escape descargados do funcionamento do motor diésel para que flúan a través do tubo Venturi do compoñente central a alta velocidade, fai que o conxunto de bombas de motor diésel non teña a función de autoaspiración orixinalmente. Con función de autoaspiración.
Imaxe: Mellorar a altura de absorción de auga do conxunto de bombas do motor diésel
O conxunto de bomba autoaspirante para motor diésel descrito anteriormente ten unha función de autoaspirante mediante o uso dos gases de escape descargados do motor diésel para fluír a través do tubo Venturi e obter un baleiro. Non obstante, o fluído de potencia no conxunto de bomba de motor diésel con esta estrutura son os gases de escape descargados polo motor diésel, e a presión é relativamente baixa, polo que o baleiro resultante tamén é relativamente baixo, o que limita a altura de absorción de auga da bomba centrífuga e tamén limita o rango de uso do conxunto de bomba. Se se quere aumentar a altura de succión da bomba centrífuga, débese aumentar o grao de baleiro da área de succión do tubo Venturi. Segundo o principio de funcionamento do tubo Venturi, para mellorar o grao de baleiro da área de succión do tubo Venturi, débese deseñar a boquilla de traballo do tubo Venturi. Pode converterse nun tipo de boquilla sónica ou incluso nun tipo de boquilla supersónica, e tamén aumentar a presión orixinal do fluído dinámico que flúe a través do venturi.
Para aumentar a presión orixinal do fluído motor Venturi que flúe no conxunto de bombas do motor diésel, pódese instalar un turbocompresor no tubo de escape do motor diésel [3]. O turbocompresor [3] é un dispositivo de compresión de aire que utiliza o impulso inercial dos gases de escape descargados do motor para empurrar a turbina na cámara da turbina. A turbina acciona o impulsor coaxial e o impulsor comprime o aire. A súa estrutura e principio de funcionamento móstranse na Figura 3. O turbocompresor divídese en tres tipos: alta presión, presión media e baixa presión. As presións de saída do gas comprimido son: alta presión superior a 0,3 MPa, presión media de 0,1 a 0,3 MPa, baixa presión inferior a 0,1 MPa e a presión de saída do gas comprimido polo turbocompresor é relativamente estable. Se o gas comprimido de entrada do turbocompresor se utiliza como fluído de potencia Venturi, pódese obter un maior grao de baleiro, é dicir, aumenta a altura de absorción de auga do conxunto de bombas do motor diésel.
五： Conclusións:O grupo de bombas autoaspirantes do motor diésel, que utiliza o fluxo de gases de escape do motor diésel para obter un baleiro, aproveita ao máximo o fluxo de alta velocidade dos gases de escape, o tubo venturi e a tecnoloxía de turboalimentación xerada durante o funcionamento do motor diésel para extraer o gas da cavidade da bomba e do tubo de entrada de auga da bomba centrífuga. Xérase un baleiro e a auga que está por debaixo da fonte de auga da bomba centrífuga é aspirada cara ao tubo de entrada de auga e á cavidade da bomba da bomba centrífuga, de xeito que o grupo de bombas do motor diésel teña un efecto autoaspirante. O conxunto de bombas do motor diésel desta estrutura ten as vantaxes dunha estrutura sinxela, un funcionamento cómodo e un baixo custo, e mellora o rango de uso do conxunto de bombas do motor diésel.
Data de publicación: 17 de agosto de 2022