Analiza regimurilor pompelor si motoarelor volumice

PREFATA

Prezenta carte o dorim o monografie pentru tematica privind analiza regimurilor de functionare ale pompelor si motoarelor hidraulice volumice, tematica tratata partial in lucrarile de specialitate, in contextul mai larg al actionarilor hidrostatice.

Tematica acestei carti ne-a fost sugerata de cartea academicianului maghiar Kovacs K. Pal, intitulata Analiza regimurilor tranzitorii ale masinilor electrice si publicata de catre Editura Tehnica in anul 1980, iar noi avem convingerea ca aceasta tematica se impunea cu necesitate si pentru pompele si motoarele hidraulice volumice.

In partea intai, capitolul 1, se analizeaza proprietatile fizice, chimice si mecanice ale mediului hidraulic, el constituind un component fundamental al sistemelor hidraulice volumice, de calitatile sale depinzand buna functionare si durata de utilizare a acestor sisteme. De asemenea, se studiaza aprofundat si fenomenul compresibilitatii uleiurilor minerale utilizate in sistemele volumice, acest fenomen generand debitul inertial sau capacitiv, la variatia temporala a tensiunii hidraulice, care provoaca variatia vitezei motoarelor volumice in regimurile nestationare ale acestora.

In partea a doua se analizeaza regimul stationar al pompelor si motoarelor volumice ideale, facand abstractie de pierderile volumice si mecano-hidraulice ale acestora, pentru realizarea unei analize simplificate, in functie de structura lor cinematica, dupa cum urmeaza: in capitolul 2 sunt analizate pompele si motoarele volumice cu pistoane radiale, in capitolul 3 – pompele si motoarele volumice cu pistoane axiale, in capitolul 4 – pompele si motoarele volumice cu palete radiale, in capitolul 5 – pompele si motoarele volumice cu angrenaje, in capitolul 6 – motoarele volumice liniare, iar in capitolul 7 se face o analiza aprofundata a motoarelor volmice cu pistoane radiale si perioade multiple autohtone.

In partea a treia, capitolul 8, se face analiza regimului stationar al pompelor si motoarelor volumice reale, cu luarea in calcul a pierderilor volumice si mecano-hidraulice ale acestora. De asemenea, se prezinta aici si o metoda de determinare analitica a constantelor adimensionale de individualizare ale pierderilor volumice si mecano-hidraulice, cu ajutorul unor valori experimentale determinate pentru evaluarea acestor pierderi.

In ultima parte, a patra, in capitolul 9 se analizeaza regimul nestationar al motoarelor volumice ideale, intr-o analiza simplificata, studiind procesele tranzitorii de demarare, la aplicarea treptei de tensiune hidraulica intre orificiile de lucru, si de decelerare, la anularea acestei trepte, iar in capitolul 10 se reia aceasta analiza pentru motoarele volumice reale. In sfarsit, ne exprimam speranta ca a noastra carte va fi utila specialistilor din domeniul actionarilor volumice si ca, deci, eforturile noastre nu au fost zadarnice. De asemenea, autorilor inscrisi in bibliografia acestei carti le exprimam totala noastra gratitudine, deoarece lucrarile acestora ne-au fost de un real folos pentru realizarea lucrarii noastre. (Autorii)

CUPRINS

Partea I. MEDIUL HIDRAULIC;
1. Proprietatile fizice, chimice si mecanice ale mediului hidraulic;
1.1. Cerinte tehnice impuse mediului hidraulic;
1.2. Uleiurile minerale;
1.3. Compresibilitatea amestecului lichid-gaz nedizolvat;

Partea a II-a. REGIMUL STATIONAR AL POMPELOR SI MOTOARELOR VOLUMICE IDEALE; Introducere;
2. Pompe si motoare volumice cu pistoane radiale si simpla actiune;
2.1. Componenta, principiu de functionare, clasificare, domeniu de utilizare;
2.2. Calculul debitului teoretic si al coeficientului de pulsatie;
2.3. Calculul debitelor teoretice, al coeficientilor si frecventelor de pulsatie, pentru numerele par si impar de pistoane radiale;
2.4. Calculul fortelor, momentului si puterii la arbore;
2.5. Calculul fortei asupra arborelui rotorului;

Partea a III-a. REGIMUL STATIONAR AL POMPELOR SI MOTOARELOR VOLUMICE REALE;
3. Pompe si motoare volumice cu pistoane axiale;
3.1. Componenta, principiu de functionare, clasificare, domeniu de utilizare;
3.2. Calculul debitului teoretic si al coeficientului de pulsatie;
3.2.1. Analiza geometrica si cinematica a camerelor volumice;
3.2.2. Debitul teoretic si coeficientul de pulsatie;
3.3. Calculul debitelor teoretice, coeficientilor si frecventelor de pulsatie pentru numerele par si impar de pistoane axiale;
3.4. Calculul fortelor, momentului si puterii la arbore;
3.5. Calculul fortei asupra arborelui discului de antrenare;
3.6. Dimensionarea elementului de distributie;
3.6.1. Calculul ariei fantelor de distributie (Af);
3.6.2. Calculul ariei canalelor (I, E);
3.6.3. Calculul vitezei de curgere prin fantele (Af);
3.6.4. Calculul vitezei de curgere prin canalele (I, E);
3.6.5. Pozitionarea unghiulara a canalelor (I, E);
3.6.6. Dimensionarea suprafetelor de frecare dintre blocul cilindrilor si distribuitor;
3.7. Calculul lagarelor hidrostatice;

4. Pompe si motoare volumice cu palete radiale;
4.1. Componenta, principiu de functionare, clasificare, domeniu de utilizare;
4.2. Calculul debitului teoretic si coeficientului de pulsatie;
4.2.1. Analiza geometrica si cinematica;
4.2.2. Debitul teoretic si coeficientul de pulsatie;
4.3. Calculul debitelor teoretice, coeficientilor si frecventelor de pulsatie la numerele par si impar de palete radiale;
4.4. Calculul fortelor, momentului si puterii la arbore;
4.5. Calculul fortei asupra arborelui rotorului;
4.6. Calculul presiunii in camera de aspiratie a pompelor cu palete radiale;
4.7. Calculul statorului pompelor si motoarelor cu palete radiale si actiune multipla;

5. Pompe si motoare volumice cu angrenaje;
5.1. Componenta, principiu de functionare, clasificare, domeniu de utilizare;
5.2. Calculul debitului teoretic, cilindreei, coeficientului si frecventei de pulsatie;
5.2.1. Metoda aproximativa;
5.2.2 Metoda exacta;
5.3. Calculul debitelor teoretice, cilindreei, coeficientului si frecventei de pulsatie la variantele cu sau fara recuperarea mediului hidraulic strivit;
5.4. Calculul momentului si puterii la arbore;
5.5. Calculul fortelor asupra rotoarelor si lagarelor;
5.6. Calculul degajarilor pentru diminuarea efectelor fenomenului strivirii mediului hidraulic; 5.7. Metoda pentru reducerea coeficientului de pulsatie al debitului (Bosch);

6. Motoare volumice liniare;
6.1. Constructie, pricipiu de functionare, clasifcare, domeniu de utilizare;
6.2. Etansarea si ghidarea motoarelor volumice liniare;
6.3. Calculul motoarelor volumice liniare;
6.4. Franarea motoarelor volumice liniare la capat de cursa;
6.4.1. Principii de franare, variante constructive;
6.4.2. Calculul procesului de franare;

7. Pompe si motoare volumice cu pistoane radiale si actiune multipla;
7.1. Componenta, principiu de functionare, clasificare, domeniu de utilizare;
7.2. Analiza cinematica a mecanismului cu cama si perioade multiple;
7.2.1. Elemente geometrice si cinematice;
7.2.2. Calculul vitezelor si acceleratiilor radiale;
7.2.3. Valorile admisibile ale razelor rolelor;
7.3. Calculul debitului teoretic si coeficientului de pulsatie;
7.3.1. Elemente geometrice si cinematice;
7.3.1.1 Cama plana cu perioade multiple;
7.3.1.2 Blocul pistoanelor;
7.3.2. Debitul teoretic si coeficientul de pulsatie;
7.3.2.1. Ecuatia debitului teoretic si domeniul sau de variatie;
7.3.2.2. Cazul ipotetic…;
7.3.2.3 Cazul ipotetic…;
7.3.2.4. Cazul particular al motorului de marime 0…;
7.4. Calculul fortelor, al momentului si puterii la arborele rotorului;
7.4.1. Calculul fortelor;
7.4.2. Calculul momentului teoretic la arbore;
7.4.3. Calculul puterii teoretice la arbore;
7.5. Calculul fortei asupra arborelui rotorului;
7.5.1. Relatii generale;
7.5.2. Cazul ipotetic;
7.5.3. Cazul ipotetic;

8. Calculul valorilor efective ale debitului, momentului si puterii;
8.1. Consideratii generale;
8.2. Calculul debitului, al momentului si puterii efective;
8.2.1. Definirea si calculul debitului pierderilor volumice si momentului pierderilor mecano-hidraulice;
8.2.2. Calculul constantelor adimensionale de individualizare ale debitului pierderilor volumice si momentului pierderilor mecano-hidraulice;
8.2.3. Modelul matematic complet al pompelor si motoarelor volumice cu cilindree variabila;
8.3. Definirea si calculul randamentelor;
8.3.1. Randamentul volumic;
8.3.2 Randamentul mecano-hidraulic;
8.3.3. Randamentul total;
8.3.4. Relatiile dintre rapoartele caracteristice si criteriile de similitudine ale fenomenului curgerii;

Partea a IV-a. ANALIZA REGIMULUI NESTATIONAR AL POMPELOR SI MOTOARELOR VOLUMICE;
9. Analiza proceselor tranzitorii ale motorului volumic ideal;
9.1. Ecuatiile diferentiale ale miscarii nestationare a motorului volumic ideal;
9.1.1. Ecuatia de continuitate;
9.1.2. Ecuatia de miscare a arborelui motorului volumic;
9.2. Procesul demararii motorului volumic la treapta de tensiune hidraulica;
9.2.1. Integrarea ecuatiei miscarii motorului volumic ideal;
9.3. Procesul decelerarii motorului volumic la anularea treptei de tensiune hidraulica;
9.3.1. Integrarea ecuatiei miscarii motorului volumic ideal;

10. Analiza proceselor tranzitorii de demarare si decelerare ale motorului volumic real;
10.1. Ecuatiile diferentiale ale miscarii nestationare a motorului volumic real;
10.1.1. Ecuatia de continuitate;
10.1.2. Ecuatia de miscare a arborelui motorului volumic real;
10.2. Procesul demararii motorului volumic la treapta de tensiune hidraulica;
10.2.1. Integrarea ecuatiei miscarii motorului volumic;
10.2.2. Analiza raspunsului la demaraj;
10.3. Procesul decelerarii motorului volumic la anularea treptei de tensiune hidraulica;
10.3.1. Integrarea ecuatiei miscarii motorului volumic;
10.3.2. Analiza raspunsului la decelerare;
Bibliografie.