Rezumat: Această lucrare prezintă o unitate de pompă autoamorsantă pentru motor diesel care utilizează fluxul de gaze de eșapament de la motorul diesel pentru a obține vid, incluzând o pompă centrifugă, un motor diesel, un ambreiaj, un tub venturi, o tobă de eșapament, o țeavă de eșapament etc. Arborele de ieșire al motorului diesel este compus din ambreiaj și cuplaj. Toba de eșapament este conectată la arborele de intrare al pompei centrifuge, iar o supapă de eșapament este instalată la orificiul de evacuare al tobei de eșapament a motorului diesel; o țeavă de eșapament este amplasată suplimentar pe lateralul tobei de eșapament, iar țeava de eșapament este conectată la admisia de aer a țevii venturi, iar interfața laterală a țevii venturi este conectată la orificiul de evacuare al camerei pompei pompei centrifuge, o supapă de eșapament și o supapă unidirecțională de vid sunt instalate pe conductă, iar o țeavă de ieșire este conectată la orificiul de evacuare al tubului venturi. Gazele de eșapament evacuate de motorul diesel sunt evacuate în tubul Venturi, iar gazul din camera pompei centrifuge și conducta de admisie a apei a pompei centrifuge este pompat pentru a forma un vid, astfel încât apa aflată sub orificiul de admisie a apei al pompei centrifuge este aspirată în camera pompei pentru a realiza o drenare normală.
Unitatea de pompare cu motor diesel este o unitate de alimentare cu apă alimentată de un motor diesel, care este utilizată pe scară largă în drenaj, irigații agricole, protecție împotriva incendiilor și transfer temporar de apă. Pompele cu motor diesel sunt adesea utilizate în condiții în care apa este extrasă de sub orificiul de admisie a apei al pompei de apă. În prezent, următoarele metode sunt adesea utilizate pentru pomparea apei în această situație:
01. Instalați o supapă inferioară la capătul țevii de admisie a pompei de apă în piscina de aspirație: înainte de pornirea setului de pompe cu motor diesel, umpleți cavitatea pompei de apă cu apă. După ce aerul din camera pompei și din conducta de admisie a apei a pompei de apă este golit, porniți setul de pompe cu motor diesel pentru a realiza o alimentare normală cu apă. Deoarece supapa inferioară este instalată pe fundul piscinei, dacă aceasta se defectează, întreținerea este foarte incomodă. Mai mult, pentru un set de pompe cu motor diesel cu debit mare, din cauza cavității mari a pompei și a diametrului mare al țevii de admisie a apei, este necesară o cantitate mare de apă, iar gradul de automatizare este scăzut, ceea ce este foarte incomod de utilizat.
02. Grupul de pompare pentru motor diesel este echipat cu un set de pompă de vid pentru motor diesel: prin pornirea inițială a grupului de pompă de vid pentru motor diesel, aerul din camera pompei și din conducta de admisie a apei este pompat, generând astfel un vid, iar apa din sursa de apă intră în conducta de admisie a pompei de apă și în camera pompei sub acțiunea presiunii atmosferice. În interior, reporniți grupul de pompă pentru motor diesel pentru a realiza o alimentare normală cu apă. Pompa de vid în această metodă de absorbție a apei trebuie, de asemenea, acționată de un motor diesel, iar pompa de vid trebuie să fie echipată cu un separator abur-apă, ceea ce nu numai că crește spațiul ocupat al echipamentului, dar crește și costul echipamentului.
03. Pompa autoamorsantă este compatibilă cu motorul diesel: pompa autoamorsantă are o eficiență redusă și un volum mare, iar pompa autoamorsantă are un debit mic și o înălțime de ridicare redusă, ceea ce nu poate îndeplini cerințele de utilizare în multe cazuri. Pentru a reduce costul echipamentului pentru setul de pompe pentru motor diesel, a reduce spațiul ocupat de setul de pompe, a extinde gama de utilizare a setului de pompe pentru motor diesel și a utiliza la maximum gazele de eșapament generate de motorul diesel care funcționează la viteză mare prin tubul Venturi [1], cavitatea pompei centrifuge și pompa centrifugă intră. Gazul din conducta de apă este evacuat prin interfața de aspirație a tubului Venturi conectat la orificiul de evacuare al camerei pompei centrifuge, iar în camera pompei centrifuge și în conducta de admisie a apei a pompei centrifuge se generează un vid. Apa din sursa de apă se află sub orificiul de admisie a apei al pompei centrifuge. Sub acțiunea presiunii atmosferice, apa intră în conducta de admisie a apei a pompei de apă și în cavitatea pompei centrifuge, umplând astfel conducta de admisie a apei a pompei centrifuge și cavitatea pompei centrifuge, apoi pornește ambreiajul pentru a conecta motorul diesel cu pompa centrifugă, iar pompa centrifugă începe să realizeze o alimentare normală cu apă.
Principalul: principiul de funcționare al tubului Venturi
Venturi este un dispozitiv de obținere a vidului care utilizează fluid pentru a transfera energie și masă. Structura sa comună este prezentată în Figura 1. Acesta constă dintr-o duză de lucru, o zonă de aspirație, o cameră de amestecare, un gât de evacuare și un difuzor. Este un generator de vid. Componenta principală a dispozitivului este un element de vid nou, eficient, curat și economic, care utilizează o sursă de fluid cu presiune pozitivă pentru a genera presiune negativă. Procesul de lucru pentru obținerea vidului este următorul:
01. Secțiunea de la punctul 1 la punctul 3 este etapa de accelerare a fluidului dinamic în duza de lucru. Fluidul motor cu presiune mai mare intră în duza de lucru a tubului Venturi la o viteză mai mică la intrarea în duza de lucru (secțiunea punctului 1). Atunci când curge în secțiunea conică a duzei de lucru (secțiunea 1 până la secțiunea 2), se poate ști din mecanica fluidelor că, pentru ecuația de continuitate a fluidului incompresibil [2], debitul dinamic al fluidului Q1 din secțiunea 1 și forța dinamică din secțiunea 2. Relația dintre debitul Q2 al fluidului este Q1 = Q2.
De exemplu, A1v1 = A2v2
În formulă, A1, A2 - aria secțiunii transversale a punctului 1 și a punctului 2 (m2);
v1, v2 — viteza fluidului care curge prin secțiunea punctului 1 și secțiunea punctului 2, m/s.
Din formula de mai sus se poate observa că odată cu creșterea secțiunii transversale, viteza de curgere scade; odată cu reducerea secțiunii transversale, viteza de curgere crește.
Pentru conducte orizontale, conform ecuației lui Bernoulli pentru fluide incompresibile
P1+（1/2）*ρv12=P2+(1/2)ρv²2
În formulă, P1, P2 - presiunea corespunzătoare la secțiunea transversală a punctului 1 și punctului 2 (Pa)
v1, v2 — viteza fluidului (m/s) care curge prin secțiune în punctul 1 și punctul 2
ρ — densitatea fluidului (kg/m³)
Din formula de mai sus se poate observa că viteza de curgere a fluidului dinamic crește continuu, iar presiunea scade continuu de la secțiunea punctului 1 la secțiunea punctului 2. Când v2 > v1, P1 > P2, când v2 crește până la o anumită valoare (poate atinge viteza sunetului), P2 va fi mai mic decât o presiune atmosferică, adică, se va genera o presiune negativă la secțiunea din punctul 3.
Când fluidul motor intră în secțiunea de expansiune a duzei de lucru, adică în secțiunea de la punctul 2 la secțiunea din punctul 3, viteza fluidului motor continuă să crească, iar presiunea continuă să scadă. Când fluidul dinamic ajunge la secțiunea de ieșire a duzei de lucru (secțiunea din punctul 3), viteza fluidului dinamic atinge maximul și poate atinge viteza supersonică. În acest moment, presiunea din secțiunea din punctul 3 atinge minimul, adică gradul de vid atinge maximul, putând ajunge la 90 kPa.
02. Secțiunea de la punctul 3 la punctul 5 este etapa de amestecare a fluidului motor și a fluidului pompat.
Fluidul de mare viteză format de fluidul dinamic la secțiunea de ieșire a duzei de lucru (secțiunea din punctul 3) va forma o zonă de vid în apropierea ieșirii din duza de lucru, astfel încât fluidul aspirat în apropierea presiunii relativ ridicate va fi aspirat sub acțiunea diferenței de presiune în camera de amestecare. Fluidul pompat este aspirat în camera de amestecare la secțiunea din punctul 9. În timpul curgerii de la secțiunea din punctul 9 la secțiunea din punctul 5, viteza fluidului pompat crește continuu, iar presiunea continuă să scadă la puterea din timpul secțiunii de la secțiunea din punctul 9 la secțiunea din punctul 3. Presiunea fluidului la secțiunea de ieșire a duzei de lucru (punctul 3).
În secțiunea camerei de amestecare și în secțiunea frontală a gâtului (secțiunea de la punctul 3 la punctul 6), fluidul motor și fluidul care urmează să fie pompat încep să se amestece, iar impulsul și energia sunt schimbate, iar energia cinetică convertită din energia potențială de presiune a fluidului motor este transferată fluidului pompat, astfel încât viteza fluidului dinamic scade treptat, viteza corpului aspirat crește treptat, iar cele două viteze scad treptat și se apropie. În final, în secțiunea punctului 4, cele două viteze ating aceeași viteză, iar gâtul și difuzorul tubului Venturi sunt descărcate.
三:Compoziția și principiul de funcționare al grupului de pompe autoamorsante care utilizează fluxul de gaze de eșapament de la motorul diesel pentru a obține un vid
Gazele de eșapament provenite de la motoarele diesel se referă la gazele de eșapament emise de un motor diesel după arderea motorinei. Acestea aparțin gazelor de eșapament, dar acestea au o anumită cantitate de căldură și presiune. În urma testelor efectuate de departamentele de cercetare relevante, presiunea gazelor de eșapament emise de un motor diesel echipat cu un turbocompresor [3] poate ajunge la 0,2 MPa. Din perspectiva utilizării eficiente a energiei, a protecției mediului și a reducerii costurilor de operare, utilizarea gazelor de eșapament emise în urma funcționării motorului diesel a devenit un subiect de cercetare. Turbocompresorul [3] utilizează gazele de eșapament emise în urma funcționării motorului diesel. Ca și componentă de alimentare, este utilizat pentru a crește presiunea aerului care intră în cilindrul motorului diesel, astfel încât motorul diesel să poată arde mai complet, pentru a îmbunătăți performanța motorului diesel, a îmbunătăți puterea specifică, a îmbunătăți economia de combustibil și a reduce zgomotul. Următorul exemplu este o utilizare a gazelor de eșapament evacuate în urma funcționării motorului diesel ca fluid de alimentare. Gazul din camera pompei centrifuge și din conducta de admisie a apei a pompei centrifuge este aspirat prin tubul Venturi, generând vid în camera pompei centrifuge și în conducta de admisie a apei a pompei centrifuge. Sub acțiunea presiunii atmosferice, apa aflată sub nivelul sursei de apă de la intrarea pompei centrifuge intră în conducta de admisie a pompei centrifuge și în cavitatea pompei centrifuge, umplând astfel conducta de admisie și cavitatea pompei centrifuge, pornind pompa centrifugă pentru a realiza o alimentare normală cu apă. Structura acesteia este prezentată în Figura 2, iar procesul de funcționare este următorul:
După cum se arată în Figura 2, admisia apei a pompei centrifuge este conectată la conducta scufundată în piscină, sub ieșirea pompei de apă, iar ieșirea apei este conectată la supapa și conducta de ieșire a pompei de apă. Înainte de pornirea motorului diesel, supapa de ieșire a apei a pompei centrifuge este închisă, supapa poartă (6) este deschisă, iar pompa centrifugă este separată de motorul diesel prin ambreiaj. După ce motorul diesel pornește și funcționează normal, supapa poartă (2) este închisă, iar gazele de eșapament evacuate de motorul diesel intră în conducta Venturi prin conducta de eșapament (4) din toba de eșapament și sunt evacuate din conducta de eșapament (11). În acest proces, conform principiului tubului Venturi, gazul din camera pompei centrifuge intră în tubul Venturi prin supapa poartă și conducta de eșapament și este amestecat cu gazele de eșapament ale motorului diesel și apoi evacuat din conducta de eșapament. În acest fel, se formează un vid în cavitatea pompei centrifuge și în conducta de admisie a apei a pompei centrifuge, iar apa din sursa de apă aflată mai jos decât orificiul de admisie a apei al pompei centrifuge intră în cavitatea pompei centrifuge prin conducta de admisie a apei a pompei centrifuge sub acțiunea presiunii atmosferice. Când cavitatea pompei centrifuge și conducta de admisie a apei sunt umplute cu apă, închideți robinetul de închidere (6), deschideți robinetul de închidere (2), conectați pompa centrifugă la motorul diesel prin ambreiaj și deschideți robinetul de ieșire a apei al pompei centrifuge, astfel încât setul de pompe cu motor diesel să înceapă să funcționeze normal. După testare, setul de pompe cu motor diesel poate aspira apă la 2 metri sub conducta de admisie a pompei centrifuge în cavitatea pompei centrifuge.
Grupul de pompe autoamorsante pentru motor diesel menționat mai sus, care utilizează fluxul de gaze de eșapament de la motorul diesel pentru a obține un vid, are următoarele caracteristici:
1. Rezolvă eficient problema capacității de autoamorsare a setului de pompe pentru motor diesel;
2. Tubul Venturi este de dimensiuni reduse, greutate redusă și are o structură compactă, iar costul său este mai mic decât cel al sistemelor obișnuite de pompe de vid. Prin urmare, setul de pompe pentru motor diesel cu această structură economisește spațiul ocupat de echipament și costurile de instalare, reducând și costurile de inginerie.
3. Setul de pompe pentru motor diesel al acestei structuri face ca utilizarea setului de pompe pentru motor diesel să fie mai extinsă și îmbunătățește gama de utilizare a setului de pompe pentru motor diesel;
4. Tubul Venturi este ușor de utilizat și de întreținut. Nu necesită personal permanent pentru a-l gestiona. Deoarece nu există o piesă de transmisie mecanică, zgomotul este redus și nu este necesar consumul de ulei de ungere.
5. Tubul Venturi are o structură simplă și o durată lungă de viață.
Motivul pentru care setul de pompe pentru motor diesel cu această structură poate aspira apa mai jos decât orificiul de admisie a apei din pompa centrifugă și poate utiliza la maximum gazele de eșapament evacuate în urma funcționării motorului diesel pentru a curge prin tubul Venturi, componenta principală, la o viteză mare, face ca setul de pompe pentru motor diesel să nu aibă inițial funcția de autoamorsare. Cu funcție de autoamorsare.
Imagine: Îmbunătățirea înălțimii de absorbție a apei de către setul de pompe al motorului diesel
Setul de pompă autoamorsantă pentru motor diesel descris mai sus are o funcție de autoamorsare prin utilizarea gazelor de eșapament evacuate de motorul diesel pentru a curge prin tubul Venturi pentru a obține un vid. Cu toate acestea, fluidul de putere din setul de pompă pentru motor diesel cu această structură este gazul de eșapament evacuat de motorul diesel, iar presiunea este relativ scăzută, astfel încât vidul rezultat este, de asemenea, relativ scăzut, ceea ce limitează înălțimea de absorbție a apei de către pompa centrifugă și, de asemenea, limitează domeniul de utilizare al setului de pompă. Dacă înălțimea de aspirație a pompei centrifuge trebuie crescută, gradul de vid al zonei de aspirație a tubului Venturi trebuie crescut. Conform principiului de funcționare al tubului Venturi, pentru a îmbunătăți gradul de vid al zonei de aspirație a tubului Venturi, duza de lucru a tubului Venturi trebuie proiectată. Aceasta poate fi de tip duză sonică sau chiar supersonică, crescând, de asemenea, presiunea inițială a fluidului dinamic care curge prin tubul Venturi.
Pentru a crește presiunea inițială a fluidului motor Venturi care curge în setul de pompe al motorului diesel, se poate instala un turbocompresor în țeava de eșapament a motorului diesel [3]. Turbocompresorul [3] este un dispozitiv de compresie a aerului care utilizează impulsul inerțial al gazelor de eșapament evacuate din motor pentru a împinge turbina în camera turbinei. Turbina acționează rotorul coaxial, iar rotorul comprimă aerul. Structura și principiul său de funcționare sunt prezentate în Figura 3. Turbocompresorul este împărțit în trei tipuri: presiune înaltă, presiune medie și presiune joasă. Presiunile gazului comprimat de ieșire sunt: presiune înaltă este mai mare de 0,3 MPa, presiune medie este 0,1-0,3 MPa, presiune joasă este mai mică de 0,1 MPa, iar presiunea gazului comprimat de ieșire de către turbocompresor este relativ stabilă. Dacă gazul comprimat de intrare de către turbocompresor este utilizat ca fluid de putere Venturi, se poate obține un grad mai mare de vid, adică înălțimea de absorbție a apei de către setul de pompe al motorului diesel este crescută.
五： concluzii:Grupul de pompe autoamorsante pentru motor diesel, care utilizează fluxul de gaze de eșapament provenite de la motorul diesel pentru a obține un vid, utilizează pe deplin fluxul de mare viteză al gazelor de eșapament, tubul Venturi și tehnologia de turbocompresie generate în timpul funcționării motorului diesel pentru a extrage gazul din cavitatea pompei și din conducta de admisie a apei a pompei centrifuge. Se generează un vid, iar apa aflată sub sursa de apă a pompei centrifuge este aspirată în conducta de admisie a apei și în cavitatea pompei centrifuge, astfel încât grupul de pompe pentru motor diesel are un efect de autoamorsare. Setul de pompe pentru motor diesel cu această structură are avantajele unei structuri simple, funcționării convenabile și costului redus și îmbunătățește gama de utilizare a setului de pompe pentru motor diesel.
Data publicării: 17 august 2022