ČRPALKE Namen: dovajanje mehanske enerije tekočinam (nestisljivim fluidom) Posledica: ovečanje totalnea tlaka med rirobnicama čralke Značilnosti: majhne retočne količine veliko ovečanje tlaka velik izkoristek samosesalnost velika oraba rostora lede na retočno količino majhni vrtljaji neenakomerna dobava stroški nabave Področje uorabe: transort tekočin z veliko viskoznostjo dozirne čralke visokotlačne čralke ri obdelovalnih strojih čralke v hidravličnih reulacijskih sistemih
Tehnično delo (teoretično) Izentrona komresija; izentroa sovada z izohoro: d 0 Tehnično delo komresije 3 Tehnično delo eksanzije W Delo (teoretično) čralke: tč W tk W te D ( ) 4 D G Š G
Indicirano delo (dejansko) D < G 3 A ' W > W η ič tč i W W tč ič B 4 D ' Š G
Izube idravlične izube: izube tlaka ri sesanju in iztiskanju odiranje in zairanje ventilov olumetrične izube: netesnosti med valjem in batom netesnosti ventilov izločanje inertnih linov 3 A ' B Š 4 S '
Dejansko (efektivno) delo čralke W eč D ( ) η e η η η e i m
Enerijska enačba za čralko Za stacionarni adiabatni sistem velja enerijska enačba: indeks vsto v čralko; indeks izsto iz čralke v W tč v u u ρ m ρ ρ ( ρ ρ ); >> ρ ρ ρ ω ω vω ρ ω v ρ
UNIERZA LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTO ( ) Č tč m v v u u m W Δ ρ Teoretično dovedeno delo in dobavna višina čralke 0 0 0 Č Č Č tč m m W Δ Δ Δ ρ Δ Č... dobavna višina čralke
UNIERZA LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTO Čralka in sistem ωi ω ω ω ω tč I v u m W v u ρ ρ ( ) C I ω ω ω ω tč m v v u u m W ρ 0 C... dobavna višina sistema
UNIERZA LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTO Čralka in sistem ( ) I ω ω ω ω v v u u m W ρ 0 Stacionarno obratovanje čralke v sistemu (obratovalna točka): C Č C Č razlika kinetične enerije razlika tlakov med sesalno in tlačno osodo razlika eodetske višine izube zaradi tekočinskea trenja v ceveh in armaturah
Karakteristika sistema in obratovalna točka čralke Δ C / (kj/k) Δv Obratovalna točka čralke Δ ΣΔ I / (m 3/s)
Dobavna količina batne čralke ni konstantna Razlo: kinematika ročičnea mehanizma Rešitev: več vzoredno nameščenih valjev vetrnik Krmiljenje retoka: srememba vrtilne hitrosti motorja Srednja dobavna količina: D & Δt Per P e Dejanska moč: m& ρ & Č η e η e Č ρ & η e y
Karakteristika volumetrične (batne) čralke Dobavna višina tč (tlak) je odvisna od nastavitve ventilov Tlak v sistemu niha Dobavna količina Č je odvisna od števila vrtljajev Pretok niha
Nihanje dobavne količine ri eno- in tristoenjski čralki retok skozi ventil srednji retok / (m /s) 3. 0 Δ Δ A / (m /s) 3. 0 valj valj Δ valj 3 B 0 π/( ω) πω / 3 π/( ω) πω / t / s
etrnik B Δ m Δ m Č l C S, A S
UNIERZA LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTO Sesalna višina: Doustna sesalna višina - kavitacija I v v ρ ρ Bernoullijeva enačba za sesalni del sistema: I s v v ρ ρ > I, s,do, v v T T ρ ρ Σ I ρ v
Kavitacija
Zobniške čralke, rotacijski volumetrični stroj ( D D ) B n π λv z n 4 λ v...stonja dobave : 0,85-0,90 Uoraba: oljna čralka za mazalne sisteme strojev
Krilna čralka
olumenske rotacijske čralke ijačno vreteno Cevna (eristatična) čralka
Posebne čralke Ejektorska čralka idravlični oven Elektromanetna čralka
KOMPRESORJI Medij Zrak odna ara Gorilni lini: zemeljski lin, CO Tehnični lini: kisik, vodik, dušik, acetilen ladiva: freoni, amoniak Področje uorabe nevmatska tehnika, transort, krmilna tehnika, rocesna tehnika rocesna tehnika zorevalna tehnika, eneretika, rocesna tehnika rocesna tehnika, hladilna tehnika, varilska tehnika hladilna in klimatska tehnika, rocesna tehnika, rocesna tehnika
OLUMETRIČNI KOMPRESORJI 0 3 0 batni komresorji / bar 0 rotacijski k. 0 0 0 - batne in rotacijske vakuumske čralke turbinski komresorji turbinske vakuumske čralke 0 0 0 3 0 4 0 5 0 6. 3 / m /h
AKUUMSKE ČRPALKE Namen: izsesavanje (evakuiranje) linov iz osod Posledica: ovečanje statičnea tlaka izsesavanea lina (zmanjšanje tlaka v izsesavani osodi) Področje uorabe: vakuumska tehnika, rocesna tehnika - krožni rocesi Značilnosti: majhne retočne količine veliko ovečanje tlaka (velik odtlak)
AKUUMSKE ČRPALKE Primer: evakuacija inertinih linov iz kondenzatorja arnea krožnea rocesa NT-PARNA TURBINA NASIČENA ODNA PARA IZLOČENI PLINI lini iz krožnea rocesa IZSESANI PLINI DOR OKOLIŠKEGA ZRAKA ODOD TOPLOTE KONDENZATOR KONDENZAT
AKUUMSKE ČRPALKE Primer: evakuacija inertinih linov iz kondenzatorja arnea krožnea rocesa ELMO-ČRPALKA
BATNI KOMPRESORJI 3 ' i 4 ' D Š G
UNIERZA LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTO Delo komresije d tk κ κ κ κ T R m W Izentrona komresija 4 3 4 te κ κ κ κ T R m W Izentrona eksanzija škodljivea volumna κ κ T T Srememba temerature s konst 3 4 d s konst s konst 3 4 d s konst
UNIERZA LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTO BATNI KOMPRESORJI Teoretično delo komresorja ri izentroni komresiji d d tk tk κ κ κ κ κ κ κ κ T R m W W W
BATNI KOMPRESORJI Primerjava med izentrono in izotermno komresijo W tk m R T ln T T T3 konst. Uotovitev: Tehnično delo za izotermno komresijo je manjše od tehničnea dela ri izentroi 3 Ideja: Odvod tolote med komresijo Zmanjšanje moči motorja za komresor s konst T konst s konst 4
idravlične izube: Izube olumetrične izube: ' 3 izube tlaka ri sesanju in iztiskanju odiranje in zairanje ventilov netesnosti med valjem in batom netesnosti ventilov s konst T konst s konst 4 ' š s v d
s konst. UNIERZA LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTO Dejanska komresija Neovračljiva adiabata: n > κ s > dej sid T T konst. ss konst. Delo komresorja ri dejanski komresiji: n n n W d n T Delo na redi komresorja s We W η e T T konst. s
UNIERZA LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTO Komresor in sistem ( ) ( ) I ω ω I ω ω ω ω ω v v h h m v v u u m W ρ ρ 0
EČSTOPENJSKA KOMPRESIJA d ( ) 0 ( 0,04 0, ) 08 Š z naraščanjem tlaka ri nesremenjeni ibni rostornini: D 0 G Komresijsko razmerje ene stonje: < 5 0 Š D D
EČSTOPENJSKA KOMPRESIJA 3s s konst. s konst. s T T konst. s T 3s
EČSTOPENJSKA KOMPRESIJA Predostavke: škodljivea volumna ni; Š 0 T T ovračljive komresije;. v κ konst. Primer: dvostoenjska komresija: W W t W t3 ( W W ) t t 0 3 3
UNIERZA LJUBLJANI, FAKULTETA ZA STROJNIŠTO EČSTOPENJSKA KOMPRESIJA Število stoenj n n n n n ω 3 4 3 L n-stoenjska komresija ω ln ln ln ln n n
EČSTOPENJSKA KOMPRESIJA Prihranek dela T ω s konst. ω T konst. T konst. s
MOTORJI Z NOTRANJIM ZGOREANJEM Dvotaktni Štiritaktni Motorji z notranjim zorevanjem Motorji z zunanjim zorevanjem izohora: Otto motor izohora in izoterma: Stirlin motor izobara: Diesel motor izohora in izobara: motor z užarjeno lavo
Dvotaktni motorji. takt. takt komrimiranje delovne snovi eksanzija, izuh olnjenje vži Lastnosti: enostavna konstrukcija velika tolotna obremenitev uodno razmerje med močjo in maso motorja enakomernejši vrtilni moment težave z mazanjem iziranje valja s svežo mešanico Uoraba: Otto motorji majhnih moči in veliki, očasitekoči ladijski motorji (odvod tolote!)
Dvotaktni Otto motor Dvotaktni Diesel motor
Štiritaktni motorji. takt. takt 3. takt 4. takt Lastnosti: komrimiranje delovne snovi eksanzija izuh zorelih linov sesanje vži vži manjša tolotna obremenitev dobro iziranje valja, ekoloija mazanje valja iz kartrja neenakomeren vrtilni moment večje število sestavnih delov majhno razmerje med močjo in maso motorja Uoraba: stacionarni oonski stroji (oon eneratorjev ali strojev) oonski stroji za vozila
Štiritaktni Otto motor Štiritaktni Diesel motor
MOTORJI Z NOTRANJIM ZGOREANJEM Š S
Osnovni ojmi teoretičnea oisa Komresijsko razmerje: brizovalno razmerje: Tlačno razmerje: ε ψ φ 4 Otto motor: φ 3 3 Diesel motor: ψ Izentrona komresija: κ T T ε Izohorni dovod tolote: κ Izobarni dovod tolote: Izentrona eksanzija: T T 3 4 T T ψ ε ψ φ ε κ T 5 T ψ ε κ
W W te mc v W T Delo krožnea rocesa tk ε Q do Q od [( ψ ) κ ψ ( φ ) ] mc T ( ψ φ ) κ κ v roces dovedena tolota: Q do m Go i Kurilnost zmesi: i,zm Q m do Zm m Qdo m Go Z i m m Z Go Dejansko delo motorja W η η η W e t i m
Slošni zais: Termični izkoristek krožnea rocesa Q η Otto motor (φ ): Diesel motor (ψ ): t do Q Q do κ ε η η t t od ε κ κ ε mc κ ( ψ φ ) ( ψ ) κ ψ ( φ ) v κ ( φ ) κ ( φ ) mcv ( T5 T ) ( T T ) mc ( T T ) 3 4 3 Pri enakem komresijskem razmerju ima Otto motor boljši termični izkoristek kot Diesel motor. Diesel motor doušča (zahteva) večja komresijska razmerja. Primerjati je otrebno rimerjalne rocese ri najvišjih temeraturah in tlakih.
Termični izkoristek krožnea rocesa η c 0,5 veliko komresijsko razmerje ε vbrizovalno razmerje φ A φ,0 B φ,5 ψ,5 C φ,5 ψ,0 Č φ,5 ψ,5 D φ,5 ψ,0 0 5 0 5 0 5 ε
Otto motor
Primerjava dejanskih indikatorskih diaramov štiritaktni motor
Wankel motor sesanje komresija vži izuh
Wankel motor: delovanje in izvedba
Wankel motor Lastnosti: enakomernejši vrtilni moment (tlačne in masne sile); 3 cikli na vrtljaj miren tek enostavno olnjenje in raznjenje (ni ventilov) komleksna oemetrija delov (valj, bat) težavno tesnenje neuodne zorevalne razmere visoke emisije škodljivih linov; ekoloija Uoraba: oonski stroji za vozila