Kniha: Hydraulické stroje – Jan Melichar

OBSAH

SEZN A M PO U Ž ITÝ C H ZN A Č EK , V E LIČ IN

A JE D N O T E K .............................................................................. 9

PŘEDMLUVA ................................................................... 15

1 ÚVOD .................. 17

2 DRUHY, Č IN N O ST A TŘ ÍD ĚN Í TYPŮ

H Y D R A U LIC K Ý C H STR O JŮ ............................................ 19

2.1 Rozdělení hydraulických strojů......................................................... 19

2.2 Základní vlastnosti kapalin ............................................................... 22

2.3 Parametry hydraulických strojů......................................................... 30

2.4 Činnost hydraulických strojů............................................................. 32

2.4.1 Princip činnosti strojů hydrostatických ............................................ 33

2.4.2 Princip činnosti strojů hydrodynamických........................................ 35

2.5 Fyzikální podobnost hydraulických strojů........................................ 41

2.5.1 Rychloběžnost hydraulických strojů ................................................ 42

2.5.2 Třídění oblastí použití hydraulických strojů...................................... 53

3 H Y D R A U LICK Ý SYSTÉM .................................................. 59

3.1 Potrubí kapalin.................................................................................... 59

3.1.1 Ustálené poměry v potrubním systému hydraulických strojů........... 59

3.1.2 Výchozí projekční směrnice hydraulického systému....................... 71

3.1.3 Armatury potrubních řa d ů ................................................................. 75

4 H Y D R O ST A TIC K É ST R O JE .............................................. 83

4.1 Ztráty v hydrostatických strojích....................................................... 83

4.2 Hlavní rozměry hydrostatických strojů.............................................. 86

4.3 Rozvodné orgány hydrostatických strojů.......................................... 90

4.3.1 Samočinný rozvod (ventily)............................................................... 91

4.3.2 Nucený rozvod (šoupátka)................................................................. 93

4.4 Typické konstrukce hydrostatických strojů...................................... 94

4.4.1 Pístové stroje........................................................................................ 94

4.4.2 Membránová čerpadla........................................................................... 106

4.4.3 Hadicová čerpadla................................................................................109

4.4.4 Zubové stroje........................................................................................ 110

4.4.5 Šroubové stroje ....................................................................................114

4.4.6 Lamelové stroje ....................................................................................116

5

4.5 Provoz hydrostatických stroju .............................................................118

4.5.1 Razení hydrostatických strojů............................................................... 122

5 H Y D R O D Y N A M IC K É S T R O JE ..........................................123

5.1 Členění lopatkových mříží hydrodynamických strojů.......................123

5.2 Modelový přepočet parametrů hydrodynamických strojů .................132

5.3 Účinnost hydrodynamických strojů při modelování........................... 135

5.4 Geometrie oběžných kol přetlakových hydrodynamických strojů . . 141

5.5 Hydrodynamická čerpadla....................................................................145

5.5.1 Geometrie oběžného kola hydrodynamického čerpadla..................... 147

5.5.2 Vstupní a výstupní část hydrodynamických čerpadel......................... 149

5.5.3 Typické konstrukce hydrodynamických čerpadel................................153

5.5.4 Typizace hydrodynamických čerpadel.................................................169

5.5.5 Ověření hlavních parametrů čerpadel...................................................170

5.5.6 Provoz hydrodynamických čerpadel.....................................................172

5.5.6.1 Stabilita provozu hydrodynamických čerpadel................................... 173

5.5.6.2 Podobné provozní stavy hydrodynamických čerpadel.......................175

5.5.6.3 Adaptivní řízení provozu hydrodynamických čerpadel.................... 176

5.5.6.4 Regulace oběhových čerpadel škrcením..............................................185

5.5.7 Kavitace v hydrodynamických čerpadlech.......................................... 188

5.5.8 Použití hydrodynamických čerpadel jako motorů .............................202

5.6 Turbíny..................................................................................................208

5.6.1 Základní typy turbín..............................................................................211

5.6.2 Provozní stavy turbín........................................................................... 213

5.6.3 Mimooptimální provozní stavy tu rb ín ................................................221

5.6.4 Regulace vodních turbín....................................................................... 223

5.6.5 Charakteristika turbíny....................... 234

5.6.5.1 Univerzální charakteristika turbíny ................................................... 234

5.6.5.2 Provozní charakteristika turbíny..........................................................235

5.6.6 Sací trouba turbíny................................................................................236

5.6.7 Typické konstrukce turbín................................................................... 238

5.6.8 Čerpadlové turbíny................................................................................248

6 SPE C IÁ L N Í Č ER PA D LA ........................................................ 253

6.1 Čerpadla proudová...............................................................................253

6.1.1 Ejektory .................................................................................................253

6.1.2 Vodní trkače.......................................................................................... 254

6.1.3 Mamutová čerpadla................................................................................255

6.2 Čerpadla vývěvních účinků.................................................................256

6.2.1 Vodokružné vývěvy..............................................................................256

6.2.2 Periferální čerpadla................................................................................259

6

7 H Y D R A U LIC K É P R E V O D Y ..................................................261

7.1 Hydrostatické prevody.........................................................................262

7.2 Hydrodynamické převody.................................................................... 269

7.2.1 Hydrodynamické spojky...................................................................... 271

7.2.2 Hydrodynamické brzdy.........................................................................274

8 PŘID R U ŽEN Á PR O B LEM A TIK A

H Y D R A U LIC K Ý C H S T R O JŮ ............................................... 277

8.1 Hydrodynamický ráz..............................................................................277

8.1.1 Hadicový tlumič tlakových pulsaci kapalin....................................... 283

8.2 Kavitace v hydraulických zařízeních..................................................284

8.3 Obousměrné čerpání.............................................................................292

8.4 Multiplikace tlaku kapalin.................................................................. 294

8.5 Charakteristiky hydrodynamického čerpadla při dopravě

vazkých kapalin...................................................................................295

8.6 Charakteristiky hydrodynamického čerpadla při dopravě

suspenzí ................................................................................................298

8.7 Těsnění hydraulických strojů.............................................................. 302

8.8 Ložiska hydraulických strojů.............................................................. 312

8.9 Vývojové tendence hydraulických strojů........................................... 320

Použitá a doporučená literatu ra.................................................................. 326

Rejstřík ..................................................................................................331

Přílohy ..................................................................................................343

č.l Nejčastěji používané značky prvků hydraulických zařízení .... 345

č.2 Fyzikální vlastnosti vody.............................................................. 346

č.3 Fyzikální vlastnosti různých kapalin............................................. 347

č.4 Výběr používaných veličin a jednotek u hydraulických strojů. . . 349

č.5 Přepočet britských a USA jednotek do soustavy S I.......................350

č.6 Základní typy hydrostatických strojů............................................. 353

č.7 Lopatkování oběžných kol hydrodynamických strojů.................. 357

č.8 Charakteristické znaky základních typů hydrodynamických

čerpadel............................................................................................. 359

č.9 Radiální čerpadlo s rotujícími p ísty ............................................... 360

č.10 Přírubový hydromotor s radiálními p ísty .......................................361

č.l 1 Lomený řez hydrostatickým čerpadlem s axiálními písty..............362

č.l2 Čerpadlo s axiálními písty a nakloněnou deskou...........................363

č.13 Hydrostatický stroj s axiálními rotujícími písty.........................364

č.l4 Čtyřstupňové čerpadlo pro ropovody............................................. 365

7

o < o <

č.l5 Vysokotlaké vodárenské čerpadlo..................................................366

č.16 Článkové napájecí čerpadlo............................................................ 367

č.l7 Článkové čerpadlo do v rtů ...............................................................368

č.l8 Dvoustupňové periferální čerpadlo ................................................369

Č.l9 Meridiánový obrys modelového diagonálního čerpadla .............. 370

č.20 Nomogram pro přepočet parametrů hydrodynamického

čerpadla z čisté vody na kapalinu vyšší vazkösti......................... 371

č.21 Vertikální Peltonova turbína se čtyřmi dýzami .............................372

č.22 Horizontální Francisova turbína se spirálou................................... 374

č.23 Vertikální diagonální čerpadlová turbína....................................... 375

.24 Vertikální Kaplanova turbína.......................................................... 376

.25 Segmentové ložisko axiální v kombinaci s ložiskem radiálním . . 377

č.26 Detail utěsnění hřídele turbín.......................................................... 378

8