Abstrak: Makalah ini memperkenalkan unit pompa pengisap sendiri mesin diesel yang menggunakan aliran gas buang dari mesin diesel untuk mendapatkan vakum, termasuk pompa sentrifugal, mesin diesel, kopling, tabung venturi, peredam suara, pipa knalpot, dll. Poros keluaran mesin diesel terdiri dari kopling dan sambungan. Peredam suara dihubungkan dengan poros masukan pompa sentrifugal, dan katup gerbang dipasang pada lubang knalpot peredam suara mesin diesel; pipa knalpot tambahan dipasang di sisi peredam suara, dan pipa knalpot dihubungkan ke saluran masuk udara pipa venturi, dan sisi antarmuka saluran pipa venturi dihubungkan dengan lubang knalpot ruang pompa pompa sentrifugal, katup gerbang dan katup satu arah vakum dipasang pada pipa, dan pipa keluar dihubungkan ke lubang knalpot tabung venturi. Gas buang yang dikeluarkan dari mesin diesel dialirkan ke tabung venturi, dan gas di ruang pompa pompa sentrifugal serta saluran masuk air pompa sentrifugal dipompa keluar untuk membentuk vakum, sehingga air yang berada di bawah saluran masuk air pompa sentrifugal tersedot ke dalam ruang pompa untuk mewujudkan drainase normal.
Unit pompa mesin diesel adalah unit pompa air yang digerakkan oleh mesin diesel, yang banyak digunakan dalam drainase, irigasi pertanian, pemadaman kebakaran, dan pengalihan air sementara. Pompa mesin diesel sering digunakan dalam kondisi di mana air diambil dari bawah saluran masuk air pompa air. Saat ini, metode berikut sering digunakan untuk memompa air dalam kondisi ini:
01. Pasang katup bawah di ujung pipa masuk pompa air di kolam hisap: sebelum pompa diesel dihidupkan, isi rongga pompa air dengan air. Setelah udara di ruang pompa dan pipa masuk air pompa air dikeluarkan, hidupkan pompa diesel untuk mencapai pasokan air normal. Karena katup bawah dipasang di dasar kolam, jika katup bawah rusak, perawatannya sangat merepotkan. Selain itu, untuk pompa diesel berkapasitas besar, karena rongga pompa yang besar dan diameter pipa masuk air yang besar, dibutuhkan banyak air, dan tingkat otomatisasinya rendah, sehingga sangat tidak nyaman digunakan.
02. Pompa mesin diesel dilengkapi dengan pompa vakum mesin diesel: dengan pertama-tama menghidupkan pompa vakum mesin diesel, udara di ruang pompa dan pipa saluran masuk air pompa air dipompa keluar, sehingga menghasilkan vakum, dan air di sumber air masuk ke pipa saluran masuk pompa air dan ruang pompa di bawah tekanan atmosfer. Di dalam, hidupkan kembali pompa mesin diesel untuk mencapai pasokan air normal. Pompa vakum dalam metode penyerapan air ini juga perlu digerakkan oleh mesin diesel, dan pompa vakum perlu dilengkapi dengan pemisah uap-air, yang tidak hanya meningkatkan ruang yang ditempati peralatan, tetapi juga meningkatkan biaya peralatan.
03. Pompa self-priming yang dipasangkan dengan mesin diesel: pompa self-priming memiliki efisiensi rendah dan volume besar, serta aliran kecil dan daya angkat rendah, sehingga tidak dapat memenuhi persyaratan penggunaan dalam banyak kasus. Untuk mengurangi biaya peralatan set pompa mesin diesel, mengurangi ruang yang ditempati oleh set pompa, memperluas jangkauan penggunaan set pompa mesin diesel, dan memanfaatkan sepenuhnya gas buang yang dihasilkan oleh mesin diesel yang beroperasi pada kecepatan tinggi melalui tabung Venturi [1], rongga pompa sentrifugal dan pompa sentrifugal memasukkan gas ke dalam pipa air yang dikeluarkan melalui antarmuka hisap tabung venturi yang terhubung ke port pembuangan ruang pompa sentrifugal, dan vakum dihasilkan di ruang pompa sentrifugal dan pipa masuk air pompa sentrifugal, dan air di sumber air yang lebih rendah dari saluran masuk air pompa sentrifugal berada di bawah pengaruh tekanan atmosfer, masuk ke pipa masuk air pompa air dan rongga pompa sentrifugal, sehingga mengisi pipa masuk air pompa sentrifugal dan rongga pompa sentrifugal, dan kemudian kopling mulai menghubungkan mesin diesel dengan pompa sentrifugal, dan pompa sentrifugal mulai mewujudkan aliran air normal. memasok.
II: Prinsip kerja tabung Venturi
Venturi adalah alat penghasil vakum yang menggunakan fluida untuk mentransfer energi dan massa. Struktur umumnya ditunjukkan pada Gambar 1. Alat ini terdiri dari nosel kerja, area hisap, ruang pencampuran, leher, dan diffuser. Ini adalah generator vakum. Komponen utama alat ini adalah elemen vakum baru yang efisien, bersih, dan ekonomis yang menggunakan sumber fluida bertekanan positif untuk menghasilkan tekanan negatif. Proses kerja untuk mendapatkan vakum adalah sebagai berikut:
01. Bagian dari titik 1 hingga titik 3 adalah tahap percepatan fluida dinamis di nosel kerja. Fluida penggerak bertekanan lebih tinggi memasuki nosel kerja venturi dengan kecepatan lebih rendah di saluran masuk nosel kerja (bagian titik 1). Ketika mengalir di bagian tirus nosel kerja (bagian 1 hingga bagian 2), dapat diketahui dari mekanika fluida bahwa, untuk persamaan kontinuitas fluida tak termampatkan [2], hubungan antara laju aliran fluida dinamis Q1 bagian 1 dan gaya dinamis bagian 2 Q2 adalah Q1=Q2.
Scilicet A1v1= A2v2
Dalam rumus tersebut, A1, A2 - luas penampang titik 1 dan titik 2 (m2);
v1, v2 — kecepatan fluida yang mengalir melalui bagian titik 1 dan bagian titik 2, m/s.
Dari rumus di atas dapat dilihat bahwa peningkatan luas penampang menyebabkan penurunan kecepatan aliran; sedangkan pengurangan luas penampang menyebabkan peningkatan kecepatan aliran.
Untuk pipa horizontal, menurut persamaan Bernoulli untuk fluida tak termampatkan
P1+（1/2）*ρv12=P2+(1/2)ρv22
Dalam rumus tersebut, P1, P2 - tekanan yang sesuai pada penampang titik 1 dan titik 2 (Pa)
v1, v2 — kecepatan fluida (m/s) yang mengalir melalui penampang pada titik 1 dan titik 2
ρ — massa jenis fluida (kg/m³)
Dari rumus di atas dapat dilihat bahwa kecepatan aliran fluida dinamis meningkat secara terus menerus dan tekanan menurun secara terus menerus dari bagian titik 1 ke bagian titik 2. Ketika v2>v1, P1>P2, ketika v2 meningkat hingga nilai tertentu (dapat mencapai kecepatan suara), P2 akan kurang dari satu tekanan atmosfer, yaitu, tekanan negatif akan dihasilkan pada bagian di titik 3.
Ketika fluida penggerak memasuki bagian ekspansi nosel kerja, yaitu bagian dari titik 2 hingga bagian di titik 3, kecepatan fluida penggerak terus meningkat, dan tekanan terus menurun. Ketika fluida dinamis mencapai bagian keluaran nosel kerja (bagian di titik 3), kecepatan fluida dinamis mencapai maksimum dan dapat mencapai kecepatan supersonik. Pada saat ini, tekanan di bagian di titik 3 mencapai minimum, yaitu, tingkat vakum mencapai maksimum, yang dapat mencapai 90 kPa.
02. Bagian dari titik 3 hingga titik 5 adalah tahap pencampuran fluida penggerak dan fluida yang dipompa.
Fluida berkecepatan tinggi yang terbentuk oleh fluida dinamis pada bagian keluaran nosel kerja (bagian pada titik 3) akan membentuk area vakum di dekat keluaran nosel kerja, sehingga fluida yang dihisap di dekat tekanan yang relatif tinggi akan tersedot di bawah pengaruh perbedaan tekanan ke dalam ruang pencampuran. Fluida yang dipompa tersedot ke dalam ruang pencampuran pada bagian titik 9. Selama aliran dari bagian titik 9 ke bagian titik 5, kecepatan fluida yang dipompa terus meningkat, dan tekanan terus menurun hingga mencapai tekanan fluida pada bagian keluaran nosel kerja (titik 3).
Di bagian ruang pencampuran dan bagian depan tenggorokan (bagian dari titik 3 hingga titik 6), fluida penggerak dan fluida yang akan dipompa mulai bercampur, dan momentum serta energi dipertukarkan, dan energi kinetik yang diubah dari energi potensial tekanan fluida penggerak ditransfer ke fluida yang dipompa. Akibatnya, kecepatan fluida dinamis secara bertahap menurun, kecepatan benda yang dihisap secara bertahap meningkat, dan kedua kecepatan tersebut secara bertahap menurun dan mendekati satu sama lain. Akhirnya, pada bagian titik 4, kedua kecepatan mencapai kecepatan yang sama, dan tenggorokan serta diffuser venturi dikeluarkan.
:Komposisi dan prinsip kerja kelompok pompa self-priming yang menggunakan aliran gas buang dari mesin diesel untuk menghasilkan vakum.
Gas buang mesin diesel mengacu pada gas buang yang dikeluarkan oleh mesin diesel setelah membakar minyak diesel. Gas buang ini termasuk gas buang, tetapi gas buang ini memiliki sejumlah panas dan tekanan tertentu. Setelah diuji oleh departemen penelitian terkait, tekanan gas buang yang dikeluarkan dari mesin diesel yang dilengkapi dengan turbocharger [3] dapat mencapai 0,2 MPa. Dari perspektif penggunaan energi yang efisien, perlindungan lingkungan, dan pengurangan biaya operasional, pemanfaatan gas buang yang dikeluarkan dari pengoperasian mesin diesel telah menjadi topik penelitian. Turbocharger [3] memanfaatkan gas buang yang dikeluarkan dari pengoperasian mesin diesel. Sebagai komponen penggerak daya, turbocharger digunakan untuk meningkatkan tekanan udara yang masuk ke silinder mesin diesel, sehingga pembakaran mesin diesel dapat lebih sempurna, sehingga meningkatkan kinerja daya mesin diesel, meningkatkan daya spesifik, meningkatkan efisiensi bahan bakar, dan mengurangi kebisingan. Berikut ini adalah contoh penggunaan gas buang yang dihasilkan dari pengoperasian mesin diesel sebagai fluida penggerak. Gas di dalam ruang pompa dan pipa masuk air pompa sentrifugal dihisap melalui tabung venturi, sehingga vakum dihasilkan di dalam ruang pompa dan pipa masuk air pompa sentrifugal. Di bawah pengaruh tekanan atmosfer, air yang lebih rendah dari sumber air di saluran masuk pompa sentrifugal memasuki pipa masuk pompa sentrifugal dan rongga pompa sentrifugal, sehingga mengisi pipa masuk dan rongga pompa sentrifugal, dan mengaktifkan pompa sentrifugal untuk mencapai pasokan air normal. Struktur alat ini ditunjukkan pada Gambar 2, dan proses pengoperasiannya adalah sebagai berikut:
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, saluran masuk air pompa sentrifugal dihubungkan ke pipa yang terendam di kolam di bawah saluran keluar pompa air, dan saluran keluar air dihubungkan ke katup dan pipa saluran keluar pompa air. Sebelum mesin diesel beroperasi, katup saluran keluar air pompa sentrifugal ditutup, katup gerbang (6) dibuka, dan pompa sentrifugal dipisahkan dari mesin diesel melalui kopling. Setelah mesin diesel menyala dan beroperasi normal, katup gerbang (2) ditutup, dan gas buang yang dikeluarkan dari mesin diesel masuk ke pipa venturi melalui pipa knalpot (4) dari peredam suara, dan dikeluarkan dari pipa knalpot (11). Dalam proses ini, sesuai dengan prinsip tabung venturi, gas di ruang pompa pompa sentrifugal masuk ke tabung venturi melalui katup gerbang dan pipa knalpot, dan bercampur dengan gas buang dari mesin diesel dan kemudian dikeluarkan dari pipa knalpot. Dengan cara ini, vakum terbentuk di rongga pompa sentrifugal dan pipa saluran masuk air pompa sentrifugal, dan air di sumber air yang lebih rendah dari saluran masuk air pompa sentrifugal masuk ke rongga pompa sentrifugal melalui pipa saluran masuk air pompa sentrifugal di bawah pengaruh tekanan atmosfer. Ketika rongga pompa sentrifugal dan pipa saluran masuk air terisi air, tutup katup gerbang (6), buka katup gerbang (2), hubungkan pompa sentrifugal dengan mesin diesel melalui kopling, dan buka katup keluar air pompa sentrifugal, sehingga pompa mesin diesel mulai bekerja normal untuk memasok air. Setelah pengujian, pompa mesin diesel dapat menyedot air 2 meter di bawah pipa saluran masuk pompa sentrifugal ke dalam rongga pompa sentrifugal.
Kelompok pompa pengisap sendiri mesin diesel yang disebutkan di atas, yang menggunakan aliran gas buang dari mesin diesel untuk mendapatkan vakum, memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Secara efektif mengatasi masalah kemampuan pengisapan sendiri pada pompa mesin diesel;
2. Tabung Venturi berukuran kecil, ringan, dan berstruktur kompak, serta biayanya lebih rendah daripada sistem pompa vakum biasa. Oleh karena itu, set pompa mesin diesel dengan struktur ini menghemat ruang yang ditempati oleh peralatan dan biaya pemasangan, serta mengurangi biaya rekayasa.
3. Rangkaian pompa mesin diesel dengan struktur ini membuat penggunaan rangkaian pompa mesin diesel menjadi lebih luas dan meningkatkan jangkauan penggunaan rangkaian pompa mesin diesel;
4. Tabung Venturi mudah dioperasikan dan mudah dirawat. Tidak memerlukan personel penuh waktu untuk mengelolanya. Karena tidak ada bagian transmisi mekanis, kebisingannya rendah dan tidak perlu mengonsumsi oli pelumas.
5. Tabung Venturi memiliki struktur yang sederhana dan masa pakai yang lama.
Alasan mengapa pompa mesin diesel dengan struktur ini dapat menyedot air lebih rendah daripada saluran masuk air pompa sentrifugal, dan memanfaatkan sepenuhnya gas buang yang dikeluarkan dari pengoperasian mesin diesel untuk mengalir melalui komponen inti tabung Venturi dengan kecepatan tinggi, membuat pompa mesin diesel yang awalnya tidak memiliki fungsi pengisapan sendiri menjadi memiliki fungsi pengisapan sendiri.
IV: Meningkatkan ketinggian penyerapan air pada pompa mesin diesel
Pompa hisap otomatis mesin diesel yang dijelaskan di atas memiliki fungsi hisap otomatis dengan menggunakan gas buang yang dikeluarkan dari mesin diesel untuk mengalir melalui tabung Venturi guna mendapatkan vakum. Namun, fluida penggerak dalam pompa mesin diesel dengan struktur ini adalah gas buang yang dikeluarkan oleh mesin diesel, dan tekanannya relatif rendah, sehingga vakum yang dihasilkan juga relatif rendah, yang membatasi ketinggian penyerapan air pompa sentrifugal dan juga membatasi jangkauan penggunaan pompa. Jika ketinggian hisap pompa sentrifugal ingin ditingkatkan, derajat vakum area hisap tabung Venturi harus ditingkatkan. Sesuai dengan prinsip kerja tabung Venturi, untuk meningkatkan derajat vakum area hisap tabung Venturi, nosel kerja tabung Venturi harus dirancang. Nosel tersebut dapat berupa tipe nosel sonik, atau bahkan tipe nosel supersonik, dan juga meningkatkan tekanan awal fluida dinamis yang mengalir melalui venturi.
Untuk meningkatkan tekanan awal fluida penggerak Venturi yang mengalir di dalam pompa mesin diesel, turbocharger dapat dipasang di pipa knalpot mesin diesel [3]. Turbocharger [3] adalah perangkat kompresi udara, yang menggunakan impuls inersia gas buang yang dikeluarkan dari mesin untuk mendorong turbin di ruang turbin, turbin menggerakkan impeler koaksial, dan impeler mengompresi udara. Struktur dan prinsip kerjanya ditunjukkan pada Gambar 3. Turbocharger dibagi menjadi tiga jenis: tekanan tinggi, tekanan menengah, dan tekanan rendah. Tekanan gas terkompresi keluarannya adalah: tekanan tinggi lebih besar dari 0,3 MPa, tekanan menengah 0,1-0,3 MPa, tekanan rendah kurang dari 0,1 MPa, dan tekanan gas terkompresi keluaran turbocharger relatif stabil. Jika gas terkompresi masukan dari turbocharger digunakan sebagai fluida penggerak Venturi, maka dapat diperoleh tingkat vakum yang lebih tinggi, yaitu, tinggi penyerapan air dari pompa mesin diesel meningkat.
Contohnya: kesimpulan:Unit pompa pengisap sendiri mesin diesel yang menggunakan aliran gas buang dari mesin diesel untuk menghasilkan vakum memanfaatkan sepenuhnya aliran gas buang berkecepatan tinggi, tabung venturi, dan teknologi turbocharging yang dihasilkan selama pengoperasian mesin diesel untuk mengekstrak gas di rongga pompa dan pipa saluran masuk air pompa sentrifugal. Vakum dihasilkan, dan air yang berada di bawah sumber air pompa sentrifugal dihisap ke dalam pipa saluran masuk air dan rongga pompa sentrifugal, sehingga unit pompa mesin diesel memiliki efek pengisap sendiri. Unit pompa mesin diesel dengan struktur ini memiliki keunggulan struktur sederhana, pengoperasian yang mudah, dan biaya rendah, serta meningkatkan jangkauan penggunaan unit pompa mesin diesel.
Waktu posting: 17 Agustus 2022