不同調節辦法下泵的能耗分析與運行時發熱原因(yīn)
【一】、不同調節辦(bàn)法下泵的能耗分析(xī)
在對(duì)不同(tóng)調節辦法下的能(néng)耗分析時,文章僅針(zhēn)對目(mù)前廣泛采用的(de)閥門調節和泵變轉速調節兩種調節辦法加以分析。由於不鏽鋼齒輪(lún)泵的並、串聯操作目的在於(yú)提(tí)高壓(yā)頭或流量,不鏽鋼齒輪泵在領(lǐng)域運用不多(duō),其能耗(hào)可以結合圖2進行分析,方法基本(běn)相同。
1閥門調節流量(liàng)時的功耗
不(bú)鏽鋼齒輪泵運行時,電動機輸入泵軸的功率N為:
N=vQH/η
式中N——軸功率,w;
Q——泵的壓頭,m;
H——泵的實際流量,m3/s;
v——流體比重,N/m3;
η——泵的效率。
當用閥門(mén)調節流量從Q1到Q2,在工作點A2消耗的軸功率(lǜ)為:
NA2=vQ2H2/η
vQ2H3——實際有用功率,W;
vQ2(H2-H3)——閥門上損耗得功率,W;
vQ2H2(1/η-1)——不(bú)鏽鋼齒輪泵損失的功率,W。
2變速(sù)調節流量時的功耗
在進行變速分析時因要用到不鏽鋼齒(chǐ)輪泵的比例定律,根據其應用條件,以(yǐ)下分析均指不鏽鋼齒輪泵(bèng)的(de)變速範圍在±20%內,且不鏽鋼(gāng)齒輪(lún)泵本身效率的變化不大。用電動機變速調節流量到流(liú)量Q2時,在工作點A3泵(bèng)消耗的軸功(gōng)率為:NA3=vQ2H3/η
同樣經(jīng)變換可得:
NA3=vQ2H3+vQ2H3(1/η-1)(2)
式中vQ2H3——實際有用(yòng)功率,W;
vQ2H3(1/η-1)——不鏽鋼齒輪泵損失的功率,W。
對(duì)於目前(qián)不鏽(xiù)鋼齒輪泵通用的出口閥門(mén)調節和泵變轉速調節兩種主要流量調節辦法,泵變轉速調節節約的能耗(hào)比出口閥門調節大得多,這點可以從兩者的功耗分析和功耗(hào)對比分析看(kàn)出。通過不鏽鋼齒輪泵的流量與揚程的關係圖,可以為直觀的反映出兩(liǎng)種調節辦法下的能耗關係。通(tōng)過泵變速調節來減小流量還有利於降低不鏽鋼齒輪泵發生汽蝕的可能性。當流(liú)量減小越大時,變(biàn)速調節的節能效率也越大,即閥(fá)門調節損耗功(gōng)率越(yuè)大,但是,泵變(biàn)速過大時又會造成泵效率降低,超出泵比例定律(lǜ)範圍,因此,在實際(jì)應用時應該從(cóng)多方麵考慮,在二者之間綜合出佳的流量(liàng)調節方法。
通過(guò)不(bú)鏽鋼齒輪泵(bèng)與管路係統的特性曲線圖分析了不鏽鋼齒輪泵流量調節的幾種主要辦法(fǎ):出口閥門調節、泵變速調(diào)節和泵的串、並聯調節。用(yòng)特(tè)性曲線圖分析了出口閥門調節和泵變速調節兩種辦法的能耗損失,並進行了對(duì)比,指出不鏽鋼(gāng)齒(chǐ)輪泵用變速調節流量比用出口閥門(mén)調(diào)節流量可以好的節約能(néng)耗,且節能效(xiào)率與流量(liàng)變化大小有關。在實際應用時應該注(zhù)意變速調節(jiē)的範圍,才能好的應用不鏽鋼齒輪泵變速調節。
不(bú)鏽鋼齒輪泵(bèng)是廣泛應用於(yú)工業係統的一種通(tōng)用流體機械。它具有性能適應範圍廣(包括流量、壓頭及對輸送介質性質的適(shì)應性)、體積小(xiǎo)、結構簡(jiǎn)單、操作容易、操(cāo)作(zuò)費(fèi)用低等諸多優點。通常,所選不鏽鋼齒輪泵的流(liú)量、壓頭可能會和管路中要求的不一致(zhì),或由於生產任務、工藝要求(qiú)發生變化,此時都要求對泵進行流量調節,實質是改變不鏽鋼齒(chǐ)輪(lún)泵的工作(zuò)點。不鏽鋼齒(chǐ)輪泵的(de)工作點是由泵的特性曲線和管路係統特性曲線一起決定的(de),因(yīn)此(cǐ),改變任何一個的特性曲線都可(kě)以達到流量調節的目的。目前,不(bú)鏽鋼齒輪泵的流量調節辦法主要有調節閥控製、變速控製以及泵的並、串(chuàn)聯調節等。
【二】、不(bú)鏽鋼齒輪(lún)泵運行時發熱的原因
不鏽鋼齒輪泵運行時發熱,直接影響不鏽鋼(gāng)齒輪泵(bèng)的正(zhèng)常工作,發熱現象所造成危害,主要有以(yǐ)下幾點:
(1)工作液(yè)體的(de)溫度(dù)升高後,使工作液體的黏度下降,齒輪(lún)泵的泄漏增加,泵的實際流量有所(suǒ)下降;
(2)液壓係統及元件的密封件(jiàn)在高溫下變質(zhì),彈性變性(xìng)能力降低,使密(mì)封性能降低,甚至密封失效,使泄漏增加;
(3)當液壓閥件的閥芯、閥體材料不同、熱膨(péng)脹係數不同時,閥芯、閥體之間(jiān)因熱(rè)膨脹而出現閥芯卡死現象,致使不鏽鋼齒輪泵不能工作;
(4)工作液體的黏度下降時,使工作液體的潤滑性能降低,液壓(yā)元件的磨損加快,加速了元件的磨損失效,縮短了元件的(de)使用壽命。
為了盡量避免上述現象的(de)發(fā)生,有些不鏽(xiù)鋼齒輪泵在(zài)使(shǐ)用時間後,不得不停下(xià)來,使係統降(jiàng)溫,從而降低了不鏽鋼齒(chǐ)輪泵的開機率,影響了施工進度。因此,應(yīng)針對係統發熱原因,采取相應措施,控製液壓係統的溫(wēn)度,不鏽鋼齒輪泵的正常使用。