要約: 本稿では、ディーゼルエンジンからの排気ガス流を利用して真空を得るディーゼルエンジン自吸ポンプユニットについて紹介します。これには、遠心ポンプ、ディーゼルエンジン、クラッチ、ベンチュリ管、マフラー、排気管などが含まれます。ディーゼルエンジンはクラッチとカップリングで構成されています。マフラーは遠心ポンプの入力軸に接続されており、ディーゼルエンジンのマフラーの排気口にはゲートバルブが設置されている。マフラーの側面に排気管が追加配置され、排気管はベンチュリ管の空気入口に接続され、ベンチュリ管の側面の道路境界面はマフラーのポンプ室の排気口に接続される。配管には遠心ポンプ、ゲートバルブ、真空一方向弁が設置され、ベンチュリ管の排気口には出口配管が接続されています。ディーゼルエンジンから排出された排気ガスはベンチュリ管に排出され、遠心ポンプのポンプ室内および遠心ポンプの給水管内のガスが汲み出されて真空となり、水位よりも低い水位になります。遠心ポンプの入口から水をポンプ室内に吸い込み、正常な排水を実現します。
ディーゼルエンジンポンプユニットは、排水、農業灌漑、防火、一時送水などに広く使用されているディーゼルエンジンを動力源とする給水ポンプユニットです。ディーゼル エンジン ポンプは、ウォーター ポンプの取水口の下から水が汲み上げられる状況で使用されることがよくあります。現在、このような状況で水を汲み上げるには、次のような方法がよく使用されています。
01、サクションプール内のウォーターポンプの入口パイプの端にボトムバルブを取り付けます。ディーゼルエンジンポンプセットを始動する前に、ウォーターポンプキャビティを水で満たします。ポンプ室内およびウォーターポンプの給水パイプライン内の空気が排出された後、ディーゼルエンジンポンプセットを始動して通常の給水を実現します。底部バルブはプールの底に設置されているため、底部バルブが故障した場合、メンテナンスが非常に不便です。さらに、大流量ディーゼルエンジンポンプセットの場合、ポンプキャビティが大きく、給水管の直径が大きいため、大量の水が必要であり、自動化の度合いが低く、使用が非常に不便です。 。
02、ディーゼルエンジンポンプセットにはディーゼルエンジン真空ポンプセットが装備されています。最初にディーゼルエンジン真空ポンプセットを起動すると、ポンプ室内の空気とウォーターポンプの給水パイプラインが汲み出され、真空が生成されます。 、そして水源内の水は、大気圧の作用下で水ポンプ入口パイプラインとポンプ室に入ります。内部でディーゼルエンジンポンプセットを再起動し、通常の給水を実現します。この吸水方式でも真空ポンプをディーゼルエンジンで駆動する必要があり、真空ポンプに気水分離器を設ける必要があり、装置占有スペースが大きくなるだけでなく、装置コストも増加します。 。
03 、自吸ポンプはディーゼルエンジンに適合します。自吸ポンプは効率が低く、容積が大きく、自吸ポンプは流量が小さく、リフトが低いため、多くの場合使用要件を満たせません。 。ディーゼルエンジンポンプセットの設備コストを削減し、ポンプセットの占有スペースを削減し、ディーゼルエンジンポンプセットの使用範囲を拡大し、高回転で運転するディーゼルエンジンから発生する排ガスを最大限に活用するためベンチュリ管[1]を通って遠心ポンプキャビティと遠心ポンプが入り、水パイプライン内のガスが遠心ポンプポンプ室の排気口に接続されたベンチュリ管の吸入界面を通って排出され、真空になります。遠心ポンプのポンプ室および遠心ポンプの取水パイプラインで発生し、遠心ポンプの取水口よりも低い水源の水は、大気圧の作用により取水パイプラインに入ります。ウォーターポンプと遠心ポンプのポンプキャビティの圧力を高め、それによって遠心ポンプの給水パイプラインと遠心ポンプのポンプキャビティを満たし、次にクラッチを始動してディーゼルエンジンと遠心ポンプを接続し、遠心ポンプのポンプが正常な給水を開始します。
二：ベンチュリ管の動作原理
ベンチュリは、流体を使用してエネルギーと質量を伝達する真空獲得装置です。その一般的な構造を図 1 に示します。作動ノズル、吸引領域、混合チャンバー、スロート、ディフューザーで構成されます。真空発生器です。この装置の主要コンポーネントは、正圧流体源を使用して負圧を生成する、効率的でクリーンかつ経済的な新しい真空要素です。真空を得る作業プロセスは次のとおりです。
01 、ポイント 1 からポイント 3 までのセクションは、作動ノズル内の動的流体の加速段階です。高圧の駆動流体は、作業ノズル入口 (ポイント 1 セクション) で低速でベンチュリの作業ノズルに入ります。作動ノズルのテーパー部分 (セクション 1 からセクション 2) を流れるとき、非圧縮性流体の連続方程式 [2] について、セクション 1 の動的な流体の流れ Q1 と動的な力は流体力学から知られています。 2項の流体の流量Q2の関係はQ1=Q2、
シリセット A1v1= A2v2
式では、A1、A2 - 点 1 と点 2 の断面積 (m2)。
v1、v2 — ポイント 1 セクションとポイント 2 セクションを流れる流体速度 (m/s)。
上の式から、断面積が増加すると流速が減少することがわかります。断面積が減少すると、流速が増加します。
水平パイプの場合、非圧縮性流体のベルヌーイ方程式による
P1+（1/2）*ρv12=P2+(1/2)ρv22
式中、P1、P2 - 点 1 と点 2 の断面における対応する圧力 (Pa)
v1、v2 — ポイント 1 とポイント 2 のセクションを流れる流体速度 (m/s)
ρ — 流体の密度 (kg/m3)
上式から、動流体の流速は点 1 セクションから点 2 セクションに向かって連続的に増加し、圧力は連続的に減少することがわかります。v2>v1、P1>P2のとき、v2がある値まで増加すると(音速に達し)、P2は1気圧未満、つまり点3の部分に負圧が発生します。
駆動流体が作動ノズルの膨張セクション、つまり点 2 から点 3 のセクションに入ると、駆動流体の速度は上昇し続け、圧力は低下し続けます。動的流体が作業ノズルの出口セクション (ポイント 3 のセクション) に到達すると、動的流体の速度は最大値に達し、超音速に達することがあります。このとき、点３の部分の圧力は最小値、すなわち真空度が最大となり、９０Ｋｐａに達することもある。
02.、ポイント 3 からポイント 5 までのセクションは、動力流体と圧送流体の混合段階です。
作動ノズルの出口部（点3の部分）で動的流体によって形成された高速流体は、作動ノズルの出口付近に真空領域を形成し、比較的高圧に近い吸引流体が吸引されます。圧力差の作用下で。ミキシングルームへ。ポンプで汲み上げられた流体は、ポイント 9 セクションで混合チャンバーに吸い込まれます。点 9 セクションから点 5 セクションまでの流れ中、圧送流体の速度は連続的に増加し、点 9 セクションから点 3 セクションまでの区間では圧力が 1 乗で低下し続けます。作動ノズルの出口セクションでの流体の圧力 (ポイント 3)。
混合室部とスロート前部（点3から点6までの部分）では、動力流体と圧送流体が混合し始め、運動量とエネルギーが交換され、流体から運動エネルギーが変換されます。駆動流体の圧力位置エネルギーがポンプで送られる流体に伝達されます。したがって、動的流体の速度は徐々に減少し、吸引された体の速度は徐々に増加し、2つの速度は徐々に減少して近づきます。最後に、ポイント 4 セクションで 2 つの速度が同じ速度に達し、ベンチュリのスロートとディフューザーから排出されます。
三：ディーゼルエンジンからの排気ガス流を利用して真空を得る自吸ポンプ群の構成と動作原理
ディーゼルエンジン排気とは、ディーゼルエンジンが軽油を燃焼させた後に排出する排気ガスを指します。排ガスに属しますが、この排ガスはある程度の熱と圧力を持っています。関連研究部門による試験の結果、ターボチャージャーを備えたディーゼルエンジンから排出される排気ガスの圧力は 0.2MPa に達することがあります [3]。エネルギーの効率的利用、環境保護、運転コストの削減の観点から、ディーゼルエンジンの運転により排出される排ガスを有効活用することが研究課題となっています。ターボチャージャー[3]は、ディーゼルエンジンの作動により排出される排気ガスを利用します。パワーランニングコンポーネントとして、ディーゼルエンジンのシリンダーに入る空気の圧力を高めるために使用され、ディーゼルエンジンがより完全に燃焼できるようになり、ディーゼルエンジンの動力性能が向上し、比性能が向上します。パワーを向上させ、燃費を向上させ、騒音を低減します。以下は、ディーゼルエンジンの運転により排出される排ガスを動力流体として利用する一種で、遠心ポンプのポンプ室や遠心ポンプの取水管内のガスをベンチュリを通して吸い出します。遠心ポンプのポンプ室内と遠心ポンプの給水管内に真空が発生します。大気圧の作用下で、遠心ポンプの入口の水源よりも低い水が、遠心ポンプの入口パイプラインおよび遠心ポンプのポンプキャビティに入り、それによって入口パイプラインおよび遠心ポンプのポンプキャビティを満たす。ポンプを起動し、遠心ポンプを起動して通常の給水を実現します。その構造を図 2 に示し、動作プロセスは次のとおりです。
図2に示すように、遠心ポンプの水入口は水ポンプ出口の下のプールに水没したパイプラインに接続され、水出口は水ポンプ出口バルブとパイプラインに接続されています。ディーゼルエンジンを運転する前に、遠心ポンプの水出口弁を閉じ、ゲートバルブ(6)を開き、クラッチを介して遠心ポンプをディーゼルエンジンから切り離す。ディーゼルエンジンが始動し正常に運転した後、ゲートバルブ(2)が閉じられ、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスはマフラーから排気管(4)を通ってベンチュリ管に入り、排気管( 11)。この過程では、ベンチュリ管の原理により、遠心ポンプのポンプ室内のガスがゲートバルブ、排気管を通ってベンチュリ管に入り、ディーゼルエンジンからの排気ガスと混合されて排気されます。排気管。このようにして、遠心ポンプのポンプキャビティおよび遠心ポンプの給水パイプライン内に真空が形成され、遠心ポンプの給水口よりも低い水源の水が遠心ポンプのポンプキャビティに入ります。大気圧の作用下で遠心ポンプの水入口パイプを通って。遠心ポンプのポンプキャビティと給水パイプラインが水で満たされたら、ゲートバルブ(6)を閉じ、ゲートバルブ(2)を開き、クラッチを介して遠心ポンプとディーゼルエンジンを接続し、水を開きます遠心ポンプの出口バルブを閉めると、ディーゼルエンジンポンプセットが正常に動作し始めます。水供給。テスト後、ディーゼル エンジン ポンプ セットは、遠心ポンプの吸気管から 2 メートル下の水を遠心ポンプのポンプ キャビティに吸い込むことができます。
ディーゼルエンジンからの排気ガスの流れを利用して真空を得る上記のディーゼルエンジン自吸ポンプ群は、次のような特徴を持っています。
1. ディーゼルエンジンポンプセットの自吸能力を効果的に解決します。
2. ベンチュリ管は小型・軽量・コンパクトな構造で、一般的な真空ポンプシステムに比べて低コストです。したがって、この構造のディーゼルエンジンポンプセットは、設備の占有スペースと設置コストを節約し、エンジニアリングコストを削減します。
この構造のディーゼルエンジンポンプセットは、ディーゼルエンジンポンプセットの使用をより広範囲にし、ディーゼルエンジンポンプセットの使用範囲を改善する。
4. ベンチュリ管は操作が簡単で、メンテナンスも簡単です。管理するためにフルタイムの人員は必要ありません。機械的な伝達部分がないため騒音が少なく、潤滑油も消費しません。
5. ベンチュリ管は構造が簡単で長寿命です。
この構造のディーゼルエンジン用ポンプセットが、遠心ポンプの取水口よりも低い水を吸い込み、ディーゼルエンジンの作動により排出される排気ガスを、心臓部のベンチュリ管を流れるように活用できる理由本来自吸機能を持たないディーゼルエンジン用ポンプセットを高速で使用します。自吸機能付です。
四：ディーゼルエンジンポンプセットの吸水高さの向上
上述したディーゼルエンジン用自吸ポンプセットは、ディーゼルエンジンから排出された排気ガスがベンチュリ管を通過して真空になることにより自吸機能を有する。ただし、この構造のディーゼルエンジンポンプセット内の動力流体はディーゼルエンジンから排出される排気ガスであり、圧力が比較的低いため、結果として生じる真空度も比較的低く、遠心ポンプの吸水高さが制限されます。ポンプの使用範囲も制限されます。遠心ポンプの吸込高さを高くするには、ベンチュリ管の吸込部分の真空度を高くする必要があります。ベンチュリ管の動作原理によれば、ベンチュリ管の吸引領域の真空度を向上させるために、ベンチュリ管の動作ノズルを設計する必要があります。音速ノズルタイプ、さらには超音速ノズルタイプにもなり、ベンチュリを流れる動的流体の元圧も高めることができます。
ディーゼル エンジンのポンプ セット内を流れるベンチュリ駆動流体の元の圧力を高めるために、ディーゼル エンジンの排気管にターボチャージャーを取り付けることができます [3]。ターボチャージャ[3]は、エンジンから排出される排気ガスの慣性力を利用してタービン室内のタービンを押し、タービンが同軸の羽根車を駆動し、羽根車で空気を圧縮する空気圧縮装置です。その構造と動作原理を図 3 に示します。ターボチャージャーは高圧、中圧、低圧の 3 種類に分けられます。出力される圧縮ガスの圧力は、高圧が 0.3MPa 以上、中圧が 0.1 ～ 0.3MPa、低圧が 0.1MPa 未満であり、ターボチャージャーから出力される圧縮ガスの圧力は比較的安定しています。ターボチャージャーから入力される圧縮ガスをベンチュリ動力流体として使用すると、より高い真空度が得られ、ディーゼルエンジンポンプセットの吸水高さが増加します。
五： 結論:ディーゼルエンジンからの排気ガスの流れを利用して負圧を得るディーゼルエンジン自吸ポンプ群は、ディーゼルエンジンの運転中に発生する排気ガスの高速流とベンチュリー管、過給技術を駆使して、遠心ポンプのポンプキャビティと水入口パイプ内のガスを抽出するエンジン。真空が発生し、遠心ポンプの水源よりも低い水が遠心ポンプの取水管とポンプキャビティに吸い込まれ、ディーゼルエンジンポンプ群は自吸効果を発揮します。この構造のディーゼルエンジンポンプセットは、構造が簡単で、操作が便利で、コストが低いという利点があり、ディーゼルエンジンポンプセットの使用範囲が向上します。
投稿日時: 2022 年 8 月 17 日