Строительные машины и оборудование

Расчет основных параметров поршневых насосов

Если бетонная смесь достаточно насыщена жидкой фазой, то она движется по бетоноводу в виде пробки, покрытой в пристенной зо­не смазывающим слоем из цементного теста. Сопротивление дви­жению смеси оказывают напряжения сдвига в пристенном слое й - силы трения твердых частиц о стенки. Если смесь не насыщена жидкосуью, то сопротивления движению сильно возрастают, так как сдвиг может распро­страниться на все сечение по­тока.

Учитывая сказанное, мож­но перекачивать смеси с расхо­дом цемента 250 ... 300 кг/м3 при водоцементном отношении 0,55 ... 0,7, подвижности 6 ... ... 12 см, крупности заполни­теля до 40 см. Диаметр трубо­провода должен быть не менее чем в 2,5 ... 3 раза больше по­перечника заполнителя. Потери давления на участке бетоновода - длиной I (рис. 15.11) определяются из условия равенства разности сил, действующих на торцы выделенного цилиндрического участка смеси, силам трения на его цилиндрической поверхности:

Ш2 (p2—pi) =2nrlx,

Где г — радиус рассматриваемого цилиндрического объема смеси, м; р2 и pi — давления на торцах цилиндра, Па; I — длина рассмат­риваемого участка, м; t— напряжение сдвига в пристенном слое 12- 5258 177"

Есмеси, Па. Напряжения сдвига вязкопластических тел описывают­ся уравнением Шведова—Бингама

Х = + (15.2)

Еде то — предельное напряжение сдвига смеси, Па; р, — пластичес­кая вязкость смеси, Па-с; du/dr— градиент скорости движения смеси в пристенном слое, 1/с.

При ламинарном движении смеси кривая сдвиговых скоростей пристенном слое на основании уравнения Навье — Стокса (по упрощенной схеме Прандтля) запишется зависимостью

Ы=уя(Я2-г2)/(Я2-Яя2), (15.3)

;где уя — постоянная скорость ядра течения; R — радиус трубы; tRя — радиус ядра течения.

Дифференцируя зависимость (15.3), получим

2г0я.. (15.4)

Dr R2 — Rя2

Подставив в формулу (15.1) значения т и dujdr и, произведя шреобразования, определим потери давления на участке:

Др-Л-А—(15.5)

Скорость ядра течения выразим через среднюю скорость потока «смеси, исходя из расхода (производительности)

R

Q = 4e/?„4 + J u2itrdr = (15>6) С другой стороны,

Q=nflat>cp. (15.7)

Приравняв значения Q из (3.37) и (3.38) и решив это уравне - шие, получим

Среднее значение скорости движения смеси определяется при заданной технической производительности насоса Пт (м3/с) и при­нятом радиусе бетоновода R (м) зависимостью

ИРс=Пт/(я#2). (15.9)

Давление (Па), которое должен создать насос для транспорти­рования смеси на расстояние L (м),

Jg*,, 8(хШт---------------------------------------------- 15 Ш)

Определение истинных значений величин to и (А вызывает су­щественные затруднения, так как они изменяются нелинейно в за­висимости от режима движения смеси. Поэтому в инженерных, расчетах необходимое давление чаще определяют по эмпирической^ зависимости

P=Pl+PH+PM, (15.11)

Где рь — потери давления на трение по длине трассы; рн — то жег на вертикальном участке; рм — местные потери давления (на пово­ротах, переходниках и т. п.).

Потери давления на трение (Па)

Pl=PO1, (15.12)'

Где ро — потери давления на одном метре длины бетоновода, Па/м^ При перекачивании бетонных смесей по трубе диаметром^ 150 мм принимают р0= (6 ... 10) 103 Па/м. В случае транспорти­рования строительных растворов с осадкой конуса 7 см по сталь­ным трубам диаметром 50 мм, р0=(13 ... 20) 1Q3 Па/м при ско­рости движения аСр=0,25 м/с. При использовании бетоноводов и^ других материалов и сечений вводятся соответствующие поправ­ки, установленные опытным путем. Потери давления на 1 м верти­кального участка приравниваются примерно 8 м горизонтального,, а один поворот трассы на 90° создает сопротивления, равные по­терям давления на 10 ... 12 м горизонтального участка. Техни­ческая производительность насоса Пт (м3/с) и диаметр бетоновода* D (м) обычно задаются.

Число ходов поршня определяется (1/с)

N=4nT/(jtЈ>2s2Ti), (15.13)

Где 2 —число бетонотранспортных цилиндров; s — ход поршня, м^ т) — объемный КПД насоса (т) = 0,65 ... 0,80). Диаметр приводного гидроцилиндра (м)

DT = yfWJpT, (15.14)

Где рт — давление в гидросистеме привода, Па.

Необходимая производительность насоса гидропривода (м3/с)

ИИ з

Qr = ^-szn. (15.15)

Мощность привода насоса (кВт)

N=QTPv/ (ЮООтін), (15.16)

Где т]н — объемный КПД гидронасоса.

12* 17»