Engineering

Pompa a ingranaggi

Fate girare una pompa a ingranaggi su una valvola di carico e chiudete la valvola: pressione, trafilamento dai giochi e coppia del motore salgono insieme finché la valvola di massima si alza e il motore rallenta sulla sua caratteristica. Aprite il gioco degli ingranaggi e guardate il rendimento volumetrico cadere a pari azionamento; senza trafilamento la portata media è esattamente la cilindrata per la velocità. Il lavoro dell'albero si chiude con la portata utile, il trafilamento, lo scarico e l'attrito.

Di Mykhailo Makarov

Immagine reale dell’applicazione

Cosa succede

Una pompa a ingranaggi da 10 cm³/giro su un motore a caratteristica rettilinea (20 N·m di stallo, 300 rad/s a vuoto) alimenta una linea da 0,2 l con una luce di carico e una valvola di massima. Gli ingranaggi mandano V_d·ω/2π; un trafilamento laminare dai giochi restituisce G·δ³·p/μ; il cassetto di massima apre fra 100 e 110 bar con 5 ms di ritardo; la pressione di linea segue il modulo di comprimibilità dell'olio. La pompa chiede all'albero V_d·p/2π più attrito di Coulomb e viscoso, così che chiudere la valvola alza la coppia e rallenta il motore sulla sua caratteristica. RK4 a 10 μs; il lavoro dell'albero si ritrova nel lavoro della portata, nel trafilamento, nello scarico, nell'attrito e nell'olio compresso nella linea.

Da provare

Chiudete lentamente la valvola di carico e guardate pressione, trafilamento e coppia salire finché la valvola di massima si alza; aprite il gioco a 60 μm e leggete il rendimento volumetrico; azzeratelo e la portata è la cilindrata per la velocità.

Il modello e i suoi limiti

Volume di linea concentrato, trafilamento laminare con costante geometrica, luci turbolente a coefficiente fisso, senza pulsazione di portata né volume intrappolato, motore senza limiti termici.

Equazioni del modulo

Equazioni
Q_th = V_d·ω/(2π),  Q_leak = G·δ³·p/μ
dp/dt = β/V·(Q_th − Q_leak − Q_out − Q_relief)
T = V_d·p/(2π) + T_f + c·ω,  T_m = T_s·(1 − ω/ω_0)
η_v = 1 − Q_leak/Q_th,  η_m = V_d·p/(2π·T)

Altri esperimenti

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Pompa a pistoni assiali

Inclina il piatto di una pompa a nove pistoni e guarda la linea A riempirsi fino alla pressione che l’orifizio di carico richiede: la cilindrata segue la tangente dell’angolo del piatto, inclinato al contrario manda il flusso nell’altro verso, a inclinazione nulla il motore gira a vuoto. Conta la pulsazione di portata di nove pistoni e confrontala con la formula chiusa, blocca il carico e lascia che la valvola di massima prenda tutto il flusso, abbassa la pressione di alimentazione e guarda la linea di ritorno rimanere a secco. Il lavoro dell’albero e dell’alimentazione è contabilizzato contro l’energia di pressione delle linee e le perdite nell’orifizio, nei trafilamenti e nella valvola.

Engineering

Pompa centrifuga

Fai mandare una pompa centrifuga in una tubazione che solleva l’acqua di dieci metri: la portata si stabilisce dove la curva della pompa H = K1 w^2 − K2 w Q − K3 Q|Q| incrocia la curva dell’impianto Hs + R Q|Q|, esattamente la radice della formula chiusa. Strozza la saracinesca e guarda il punto risalire la curva della pompa verso meno portata e più prevalenza; rallenta il motore e confronta con le leggi di affinità, che valgono solo senza prevalenza statica; scendi sotto la velocità la cui prevalenza a portata nulla eguaglia il dislivello e la portata si spegne. Il lavoro del motore è contabilizzato contro il sollevamento, le perdite di tubazione e interne, l’attrito della girante e l’energia cinetica di girante e acqua.

Engineering

Motore idraulico

Alimenta un motore a cilindrata fissa da una linea a 150 bar attraverso un orifizio d’ingresso e lascialo scaricare attraverso un secondo: libero, si stabilisce dove le due strozzature e l’attrito esauriscono la pressione di alimentazione, la velocità chiusa di quel bilancio. Carica il freno e leggi la differenza di pressione salire finché D dp / 2 pi eguaglia freno più attrito; carica oltre la coppia dell’alimentazione e si ferma. Trascina l’albero dall’esterno e la macchina diventa pompa, portando lo scarico sopra l’ingresso; trascina più veloce di quanto l’ingresso possa alimentare e la linea d’ingresso si vuota fino alla pressione di vapore, il deficit contabilizzato come cavitazione. Il lavoro dell’alimentazione e quello esterno sono contabilizzati contro strozzatura, trafilamenti, calore ed energia immagazzinata.