گزارش کار آزمایشگاه سیالات
يكي از چرخ دنده ها به وسيلة خاري به محورش قفل شده و چرخ ديگر، آزادانه روي محورش مي گردد. در طرح پمپهاي دنده اي بايد دقت شود كه هنگام درگير شدن، دنده ها كاملاً به هم چسبيده و در عين حال روغن در فاصلة بين آنها محبوس نشود تا فشار زيادي بين آنها توليد نشود.
تلمبه اي كه در شكل ديده مي شود، از يك محفظه به شكل شبه دايره و دو چرخ دنده تشكيل شده است. چرخ دندة زيرين روي محورش ثابت گرديده و چرخ ديگر را مي گرداند. چرخ دندة آزاد، روي غشاء نازكي از روغن تحت فشار، حول محورش مي گردد. فشار روغن محبوس بين دنده ها، به وسيلة يك دسته سوراخهاي شعاعي كه بين دندانه هاي چرخ آزاد پيش بيني شده است، تعديل مي گردد.
روغن محبوس، از راه اين سوراخها به طرف دو شيار طولي محور تلمبه، رانده مي شود. روغني كه وارد يكي از شيارها مي شود، سطوح ياتاغان چرخ را روغن كاري مي كند. از شيار ديگر، روغن تحت فشار به سطح خارجي ياتاغان رانده مي شود، به طوري كه به چرخ دندة آزاد فشار مي آورد و اثر نيروهاي جانبي و ضربه ها را خنثي مي كند.
اين تلمبه ها براي سرعتهاي كمتر از 600 دور در دقيقه و فشارهاي پايينتر از 1100 اتمسفر ساخته مي شوند. اتصال آنها به موتور محرك، به طور مستقيم يا به وسيلة تسمه و دنده امكان دارد و ممكن است به سوپاپ برگشت فنر داري نيز مجهز باشند. اگر فشار در مجراي رانش از حد مجاز تجاوز كند، سوپاپ برگشت باز مي شود و مايع را به طرف مجراي مكش باز مي گرداند.
اگر تلمبه داراي مجراي برگشت خودكار داخلي باشد، احتياج به سوپاپ اطمينان نخواهد داشت. در پمپهايي كه براي انتقال مايعات فرار به كار مي روند، پيش بيني مجراي داخلي برگشت مايع توصيه نمي شود. زيرا به هم خوردن مايع، در لا به لاي دنده ها، باعث توليد گاز مي شود و كار تلمبه را مختل مي كند. اگر روغن رقيق تر باشد، برگشت آن از لاي درزها بيشتر شده و ظرفيت تلمبه به تناسب افزايش فشار رانش، كم مي شود.
تلمبة دوراني دنده اي، چند كيفيت ويژه دارد. دنده هاي آن طوري ساخته شده اند كه در سطح تماس آنها يك حركت دوراني توليد مي شود. شكل دنده ها طوري طرح شده است كه لغزش مايع از فاصلة بين آنها امكان ندارد . فشار مثبتي براي جا به جا كردن آن توليد مي كنند.
در شكل بعد، چرخ دندة G روي محورش بسته شده ولي چرخ دندة D آزادانه به دور محورش مي گردد. سوراخهاي شعاعي H كه روي دندانه ها و گودي هاي چرخ آزاد تعبيه شده اند، مايع محبوس بين دنده ها را از راه دريچة P ، به طرف مجراي رانش بر ميگرداند. اين كيفيت امكان مي دهد كه سطح دنده ها، بدون توليد فشار اضافي و سر و صدا، كاملاً با هم جفت شوند.
چون دنده ها كاملاً به هم چسبيده اند، وقتي كه از هم دور مي شوند، از خود خلاء به جاي مي گذارند، ولي اين خلاء را مايعي كه از دريچة P1 ( واقع در ظرف مكش تلمبه ) مكيده مي شود، پر مي كند.
شرح دستگاه:
دستگاه مورد آزمايش از سه قسمت تشكيل شده است: 1- مخزن، 2- پمپ، 3- موتور راننده.
1- مخزن: از دو قسمت تشكيل شده است؛ مخزن اصلي و مخزن فرعي. مخزن اصلي زير پمپ قرار گرفته و دبي مورد نياز پمپ را تأمين مي كند. مخزن فرعي در پشت پمپ قرار گرفته و به وسيلة دريچه اي كه از اهرمي فرمان مي گيرد، مي تواند به مخزن اصلي مرتبط شود.
2- پمپ: از يك سيلندر كه داخل آن دو چرخ دنده قرار دارد تشكيل شده است. يك چرخ دنده به وسيلة كوپلينگ به موتور راننده كوپله گرديده است و دومي در حاليكه با چرخ دندة اولي
درگير است، به صورت هرز گرد مي باشد. لولة مكش به صورتي به پمپ متصل شده كه سيفوني شكل باشد تا پمپ همواره پرايم باشد.
سيال از لولة مكش مكيده شده و پس از عبور از يك شير گلوگاهي وارد پمپ مي شود. سپس با قدرت داده شده توسط پمپ به سيال، از شير گلوگاهي دهش گذشته و به مخزن فرعي مي ريزد. لولة دهش در دو وضعيت قرار مي گيرد كه مي تواند سيال پمپ را مستقيماً به مخزن اصلي يا به مخزن فرعي تخليه نمايد. پمپ مجهز به دو فشار سنج است كه فشار استاتيك ورودي و خروجي پمپ را مي سنجند. فشار سنج مكش با اعداد منفي و فشار سنج دهش با اعداد مثبت مشخص شده است. پمپ داراي يك شير اطمينان است كه باعث حفاظت پمپ و الكتروموتور در مقابل افزايش كار بيش از ظرفيت آنها مي باشد.
-3موتور راننده: يك الكتروموتور سه فاز با دو دور كم و زياد كه مجهز به شمارندة دور و نيروسنج جهت اندازه گيري گشتاور وارد است. موتور راننده توسط يك صفحه فرمان مي گيرد. اين صفحه مجهز به يك كليد اصلي و يك كليد ديگر با سه وضعيت، جهت انتخاب موقعيت موتور مي باشد.
روش آزمايش:
كليد اصلي دستگاه را وصل كرده و اجازه مي دهيم تا پمپ با دور آرام براي 3 تا 4 دقيقه كار كند. اين زمان را براي دور سريع تكرار مي كنيم. چون سيال با ويسكوزيتة زياد پمپ مي شود لازم است دماي آن بيشتر شود و به تعادل برسد تا فشار مكش ثابت گردد. پس از آن دستگاه براي آزمايش آماده است.
آزمايش اول: دهش متغير و مكش كاملاً باز با دور آرام.
از باز بودن شيرهاي گلوگاهي مكش و دهش اطمينان حاصل مي نماييم و دور آرام را انتخاب كرده و مقادير خواسته شده در جدول را ثبت مي نماييم. شير دهش را به آرامي مي بنديم تا فشار سنج افزايش 1 bar را نشان دهد. سپس مجدداً مقادير خواسته شده در جدول را ثبت مي كنيم. عمل فوق را براي چند نقطة ديگر تكرار كرده و پس از اتمام، شير دهش را كاملاً باز مي كنيم.
|
مرحله |
P1(bar) |
P2(bar) |
Q(lit/s) |
F(N) |
|
1 |
0.2- |
0 |
0.264 |
9 |
|
2 |
0.19- |
1 |
0.259 |
12 |
|
3 |
0.19- |
2 |
0.253 |
14 |
|
4 |
0.18- |
3 |
0.249 |
16 |
|
5 |
0.18- |
4 |
0.242 |
17 |
|
6 |
0.17- |
5 |
0.237 |
18.8 |
|
7 |
0.16- |
6 |
0.233 |
20.2 |
|
H(mm) |
t(s) |
|
40 |
15.42 |
|
40 |
15.75 |
|
40 |
16.1 |
|
40 |
16.39 |
|
40 |
16.81 |
|
40 |
17.21 |
|
40 |
17.46 |
آزمايش دوم: دهش متغير و مكش نيمه بسته با دور آرام.
شير مكش را به آرامي مي بنديم تا فشار مكش برابر- 0.5 bar شود. شير دهش را كاملاً باز كرده و دور آرام را انتخاب مي كنيم. مقادير خواسته شده را در جدول يادداشت مي كنيم. سپس شير دهش را به آرامي مي بنديم تا فشار سنج افزايش 1 bar را نشان دهد و به شير مكش تا انتهاي آزمايش كاري نداريم. دوباره مقادير خواسته شده را ثبت مي كنيم. سپس مانند آزمايش اول، اين كار را براي چند مقدار ديگر تكرار مي كنيم.
|
F(N) |
Q(lit/s) |
P2(bar) |
P1(bar) |
مرحله |
|
9 |
0.253 |
0 |
-0.5 |
1 |
|
12 |
0.248 |
1 |
-0.48 |
2 |
|
13.5 |
0.244 |
2 |
-0.46 |
3 |
|
15.5 |
0.239 |
3 |
-0.45 |
4 |
|
17 |
0.234 |
4 |
-0.44 |
5 |
|
19 |
0.230 |
5 |
-0.43 |
6 |
|
20 |
0.226 |
6 |
-0.42 |
7 |
|
H(mm) |
t(s) |
|
40 |
16.09 |
|
40 |
16.45 |
|
40 |
16.70 |
|
40 |
17.07 |
|
40 |
17.41 |
|
40 |
17.72 |
|
40 |
18.05 |
براي آزمايش اول:
|
مرحله |
|
Q(lit/s) |
|
|
|
|
1 |
0.2 |
0.2646 |
126.54 |
4.892 |
3.8 |
|
2 |
1.19 |
0.259 |
168.72 |
30.94 |
18.3 |
|
3 |
2.19 |
0.253 |
196.84 |
55.41 |
28.1 |
|
4 |
3.18 |
0.249 |
224.96 |
79.5 |
35.3 |
|
5 |
4.18 |
0.242 |
239.02 |
101.57 |
42.5 |
|
6 |
5.17 |
0.237 |
264.328 |
122.53 |
46.3 |
|
7 |
6.16 |
0.2336 |
284.012 |
143.9 |
50 |
براي آزمايش دوم:
|
مرحله |
|
Q(lit/s) |
|
|
|
|
1 |
0.5 |
0.253 |
126.54 |
12.675 |
10 |
|
2 |
1.48 |
0.248 |
168.72 |
36.704 |
21.75 |
|
3 |
2.46 |
0.244 |
189.81 |
60.024 |
31.6 |
|
4 |
3.45 |
0.239 |
217.93 |
82.455 |
37.8 |
|
5 |
4.44 |
0.234 |
239.02 |
104.03 |
43.5 |
|
6 |
5.43 |
0.230 |
267.14 |
124.89 |
46.7 |
|
7 |
6.42 |
0.226 |
281.2 |
145.092 |
51.6 |
فرمولها:
روابط و فرمولهايي كه براي اين آزمايش به كار بريم به این شرح است:
, n =750(rpm) ,r =179 mm = =
و
دراینجاهرچه میخواهد دل تنگت بگو