1. Tubulaturile Transportul și distribuția fluidelor între consumatori se realizează prin intermediul tubulaturilor. În funcție de destinație, tubulaturile pot fi: magistrale(destinate transportului de fluide pe distanțe mari) sau tehnologice(realizează legătura între consumatorii unei linii de fabricație). O tubulatură pentru transportul fluidelor este alcătuită din: dispozitive de îmbinare(flanșe, mufe, nipluri etc.), armături pentru comandă și pentru controlul curgerii fluidelor(robineți, ventile, vane, valvule etc.), dispozitive de fixare, de dilatare termică etc. Traseul unei tubulaturi tehnologice trebuie ales a.î. să îndeplinească următoarele condiții: să fie cât mai scurt posibil, să aibă cât mai puține schimbări de direcție, să nu afecteze amplasarea utilajelor, să permită accesul facil la armături și la dispozitivele de măsură. De regulă, rețelele hidraulice mecano-energetice folosesc tubulaturi din oțel, Cu, alamă, aliaje Cu-Zn, Al, plastic. Presiunea nominală pn [bar], pentru care se construiesc tubulaturile, armăturile sau alte elemente de trecere a fluidului reprezintă presiunea maximă admisibilă de funcționare a acestora. Diametrul nominal Dn [mm] reprezintă secțiunea interioară de trecere a tubulaturilor, armăturilor sau a altor elemente de vehiculare a fluidelor de lucru. Calculul diametrului nominal în funcție de viteza optimă de cîirculație a fluidului este

acceptat pt. tubulaturi cu lungimi de până la 30 m. Dn=√ 4 Qπν

2. ArmăturileArmăturile sunt elemente constitutive ale instalțiilor mecano-energetice, montate pe tubulaturi pentru a dirija circulația fluidelor sau pentru a regla parametrii de funcționare. Prin armături se înțeleg elementele: valvule, filtre, hidranți, racorduri, vizoare, distribuitoare etc. Clasificarea armăturilor:- după destinație: de închidere, de serviciu, de sens unic, de siguranță, de reglaj, de semnalizare, aparate de măsură și control.- după tipul organului de închidere: cu ventil, cu sertar, cu clapetă, cu cep.- după funcționalitate: de închidere, închidere-reținere, de reținere, de siguranță, de reglare.-după modul de acționare: cu acționare manuală, mecanică sau automată.- după tipul transmisiei: cu transmisie manuală, pneumatică, hidraulică, electrică.- după materialul corpului: oțel mediu aliat, oțel inoxidabil, fontă, bronz etc.- după valorile parametrilor agentului de lucru: de joasă, medie și de înaltă presiune.- după natura fluidului de lucru: de apă, de abur, de aer comprimat, pt. fluide toxice sau corozive.Armăturile trebuie să fie sigure în funcționare, să aibă gabarit redus și rezistență mecanică ridicată, rigiditate și etanșietate. Ele trebuie să asigure timpul necesar de manevră, evitând apariția loviturilor de berbec.

3. Mașinile hidropneumatice Mașinile hidropneumatice sunt agregate care transformă o formă de energie în alta, cel puțin una fiind mecanică, schimbul de enrgie realizându-se prin intermediul unui fluid. Sarcina(energia) mașinii hidropneumatice se exprimă prin relația: H p=E r−Ea iar dacă scriem ecuația lui Bernoulli pentru o instalație cu tubulaturi, sarcina mașinii devine:

H p=ρvr

2−va2

2+ ( pr−pa )+ρg ( zr−za )+∆ H h unde ∆ Ec=ρ

vr2−va

2

2 este energia cinetică, ∆ p=( pr−pa ) este

energia piezometrică(de presiune), ∆ E z=ρg ( zr−za ) este energia de poziție și ∆ Hh=H r+H a este energia internă consumată de mașină pentru învingerea rezistențelor hidraulice din instalație. Mașinile hidropneumatice se utilizează în sistemele mecano-energetice ca generatoare(pompe, ventilatoare, compresoare etc.), motoare sau tranformatoare. Generatoarele hidropneumatice se clasifică după mai multe criterii: - după starea de agregare a fluidului vehiculat: hidraulice(pompe, ejectoare), pneumatice(ventilatoare, compresoare, suflante etc.)- după principiul de funcționare: turbogeneratoare, generatoare volumetrice, cu fluid motor.

4. Principii de funcționare a mașinilor hidropneumaticePrincipiile care stau la baza funcționării mașinilor hidropneumatice se definesc luând în considerare forma de energie care se modifică în cursul vehiculării fluidului prin mașină și în funcție de proprietățile fluidului care fac posibil

transferul de energie. Principiul elevatorului: Mașinile care funcționează în baza acestui principiu sunt utilizate numai pentru lichide. În timpul funcționării mașinii se modifică energia de poziție a lichidului, energia cinetică și de presiune rămânând ct. tipuri de elevatoare: elevator cu cupe, timpanul lui Heron, șurubul lui Arhimede. Principiul dislocuirii: Mașinile care funcționează în baza acestui principiu produc o creștere a energiei de presiune a fluidului( en. de poziție și cinetică rămânând relativ ct.) cu ajutorul organelor mobile de rotație sau de translație. Aceste mașini se mai numesc și mașini volumetrice. Principiul vârtejului: Mașininile care funcționează după în baza acestui principiu imprimă fluidului de lucru energie cinetică și de presiune(en. de poziție rămânând ct.), cu ajutorul forțelor de inerție generate de un organ mobil în mișcare de rotație, numit rotor. Acestea se mai numesc turbomașini. Principalul avantaj al turbomașinilor este randamentul ridicat. Principiul adeziunii: se bazează pe proprietatea de adezivitate a fluidelor și este aplicat numai pentru creșterea energiei de poziție a lichidelor. Principiul electromagnetic: mașinile care funcționează după acest principiu sunt utilizate pentru transportarea metalelor topite și a altor fluide electromagnetice. Principiul de funcționare se bazează pe interacțiunea fluidelor electromagnetice cu câmpurile electrice și magnetice.

5. TurbomașinileSunt mașini rotative la care vehicularea fluidului de lucru se obține prin acțiunea unui rotor asupra curentului de fluid, modificându-se astfel presiunile și vitezele particulelor de fluid. După direcția de curgere a fluidului de lucru, turbomașinile sunt: axiale, centrifugale și diagonale la care ieșirea particulelor de fluid se realizează axial, radial și respectiv, oblic. În cazul turbomașinilor axiale particulele de fluid sunt transportate pe traiectorii paralele cu axa mașinii, cu viteze de antrenare practic constante. În cazul turbomașinilor diagonale particulele de fluid sunt transportate pe traiectorii elicoidale. În cazul turbomașinilor centrifugale transportul particulelor de fluid se face pe direcții variabile, adică paralel cu axa rotorului la intrare și radial la ieșire. Deci, în rotor are loc o schimbare a direcției de curgere a fluidului cu un unghi de 90 °. Presiunea statică la aceste dispozitive se obține în baza variației vitezelor relative și periferice a curentului de fluid ce trece prin rotor, iar presiunea dinamică se obține prin creșterea vitezei absolute în rotor. Pentru obținerea unor presiuni mari, se recurge la construcția turbomașinilor în mai multe trepte.Turbomașinile nu sunt economice decât pentru debite mari de 100 m3.

6. Ecuația fundmentală a turbomașinilorDescrierea cinematică a evoluției unui fluid se poate realiza cu ajutorul parametrilor reprezentați de vectorii: poziție r (x , y , z ); viteză relativă, w (w x , w y , w z); accelerație, a (ax , a y , az). Între parametrii cinematici enunțați există

relațiile de legătură: { w= ∂r∂ t

a=∂ w∂t

= ∂2r∂t 2

; Câmpul de viteze reprezintă mulțimea vectorilor viteză asociați particulelor unui

fluid în mișcare, la un moment dat. Traiectoria reprezintă curba după care se deplasează centrul de greutate al particulei de fluid, vectorul viteză fiind tangent la aceasta. Linia de curent este curba la care toți vectorii de viteză ai particulelor fluidului în mișcare sunt tangenți. Mulțimea liniilor de curent care trec printr-o linie curbă închisă, conținută în domeniul mișcării, formează o suprafață tubulară ce delimitează un domeniu tubular denumoit tub de curent. Firul de curent este tubul de curent infinitezimal ce materializează linia de curent. Curentul de fluid(vâna de fluid) este compus dintr-o multitudine de fire de curent ce se constituie în masa fluidului din interiorul tubului de curent.

7. Clasificarea generatoarelor fluidodinamiceGeneratoarele fluidodinamice(turbogeneratoare) sunt mașini de lucru destinate să tranforme energia mecanică în energie hisropneumatică prin intermediul unui rotor. După starea de agregare a fluidului vehiculat, turbogeneratoarele se împart în: turbopompe, care vehiculează lichide; turboventilatoare, care vehiculează gaze; turbocompresoare, care vehiculează gaze sau vapori. Din punct de vedere funcțional tipurile uzuale de turbogeneratoare sunt: turbopompe – centrifugale(monoetajate, bietajate, multietajate, în simplu flux, în dublu flux), axiale, elicoidale(diagonale normale, diagonale rapide, axiale normale, Kaplan, bulb); turboventilatoare – centrifugale(mono aspirante, dublu aspirante), axiale; turbocompresoare – centrifugale, rotative(cu inel lichid, cu lamele, cu lobi, cu șurub, suflante).

8. Turbopompe centrifugaleSunt cele mai răspândite mașini pentru transportul lichidelor. Turbopompele centrifugale au ca element caracteristic un rotor cu mai multe palete care, împreună cu statorul, formează canale în care lichidul este aspirat și refulat radial. Particulele de lichid, antrenate în mișcarea de rotație, sunt aruncate sub acțiunea forțelor centrifugale către periferia acestuia. La ieșirea din rotor, particulele de lichid au viteze mari, deci energie cinetică mare. În colectorul turbopompei, viteza particulelor de lichid scade iar presiunea curentului de lichid crește a.î., la părăsirea turbopompei, lichidul dispune de energie potențială(presiune) și de energie cinetică(viteză). Energia deținută de lichid pe tronsoanele de tubulatură, cu aceste două componente, este denumită energie hidraulică. Turbopompele centrifugale se construiesc pentru debite medii și mari, respectiv presiuni mici și medii( până la 9 bar). Turbopompele centrifugale pot fi clasificate astfel: -după presiunea de refulare: de presiune mică(H<20 mCA); de presiune medie(H=20..50 mCA); de presiune mare(H≥50 mCA);- după numărul de rotoare(trepte): monoetajate, multietajate;- după modul de aspirație: cu o singură aspirație; cu dublă aspirație;- după poziția arborelui de acționare: cu arbore orizontal, cu arbore vertical.

9. Principiul de funcționare al turbopompei centrifugaleÎnainte de punerea în funcțiune a motorului care acționează rotorul turbopompei, se amorsează turbopompa(umplerea corpului cu lichid). Dacă turbopompa este montată înecat, umplerea se face de la sine. După amorsare se pornește motorul, lichidul aflat între palele rotorului este antrenat în mișcare ămpreună cu rotorul și, datorită forței centrifugale, lichidul se deplasează cu viteză ridicată spre periferia rotorului. Lichidul, părăsind corpul turbopompei, creează o depresiune care determină aspirarea lichidului. Datorită turație ridicate a motorului, forța centrifugală care acționează asupra lichidului, aflat între paletele turbopompei este foarte mare. Din această cauză și datorită secțiunii mici de curgere a lichidului între palete, lichidul se deplasează spre periferia rotorului cu viteză ridicată, atingând la ieșirea din rotor valori de 8..15 m/s. La ieșirea din rotor lichidul pătrunde în canalul colector a cărui secțiune crește continuu spre racordul de refulare, ceea de face ca viteza lichidului la ieșirea din turbopompă să scadă până la 4..5 m/s.Prin scăderea vitezei lichidului, crește presiunea statică a acestuia. Astfel energia cinetică a lichidului se transformă în energie de presiune.

10. Cuplarea turbopompelorCuplarea a două sau mai multor turbopompe este des utilizată în practică, fie pentru a mări debitul de presiune într-o instalație existentă, fie pentru o mai bună utilizare a capacității de pompare , în funcție de cerințele variabile ale consumatorilor din rețea. În principiu, există două moduri de cuplare uzuale: în serie, respectiv în paralel. Dacă există mai mult de două turbopompe, cuplarea se poate realiza și în serie-paralel sau paralel-serie. Cuplarea în serie a turbopompelor se practică în cazul în care consumatorul solicită presiuni variabile, de valori ridicate, a lichidului de lucru. Prin cuplarea în serie a turbopompelor se înțelege situația în care acestea sunt străbătute pe rând de același curent de lichid. La ieșirea din ultima turbopompă a unui circuit serie, presiunea lichidului va fi aproximativ egală cu suma salturilor de presiune obținute de lichid în fiecare dintre turbopompe. Prin utilizarea simultană a unui număr de turbopompe cuplate în paralel se poate realiza modificarea debitului în limite foarte largi a.î. să se satisfacă în orice moment necesitățile consumatorului de lichid. Prin cuplarea în paralel a două turbopompe se înțelege situația de funcționare când acestea aspiră independent și refulează de asemenea independent în magistrala de refulare comună.

11. Turbopompe axialeSunt generatoare hidrodinamice care măresc presiunea lichidului transportat, prin transferarea către acesta a energiei mecanice de antrenare, folosind pentru aceasta un rotor cu pale radiale, profilate și orientate a.î. să realizeze portanță. Acest tip de turbopompe nu urmărește centrifugarea lichidului, traiectoria unei particule de lichid fiind preponderent axială. Unghiul α 2 reprezintă unghiul constructiv pentru intrarea în aparatul director iar α 1=90 ° reprezintă condiția de șoc minim la intrare. Ecuația fundamentală a turbopompelor axiale cu turație constantă(ecuația lui Euler) este dată de

relația: H t ∞=ug ( v2cos α2−v1cos α1 ) [mCA], unde H t ∞- sarcina teoretică a turbopompei axiale cu număr infinit de

pale. Avantajul acestui tip de mașină constă în posibilitatea realizării unor debite apreciabile, datorită secțiunilor mari de trecere. Principiul de funcționare a turbopompelor axiale este unul hidrodinamic întrucât deplasarea lichidului în turbopompă se realizează în urma interacțiunii hidrodinamice dintre palele rotorului și lichid, asemeni deplasării unui profil într-un curent de lichid.

12. Generatoare pneumodinamicTransportul gazelor comportă anumite particularități față de transportul lichidelor, legate în special de proprietatea gazelor de a fi compresibile. Se definește raportul(gradul) de comprimare χ , ca raport între presiunea de refulare pr și

presiunea de aspirație pa. Cu cât acest raport este mai mare, cu atât temperatura aerului comprimat este mai ridicată, ceea ce conduce la creșterea lucrului mecanic absorbit de turbomașină și la pierderea calității de lubrifiere a uleiurilor de ungere. În funcție de presiunea creată, turbomașinile de transport de gaze se împart în:- Turbocompresoare: mașini de lucru, consumatoare de energie, care realizează creșterea presiunii gazelor cu rapoarte mari de comprimare( χ>2.5);- Turbosuflante: mașini destinate transportului gazelor la presiune medie, realizând rapoarte medii de comprimare(1.1> χ>1.5);- Turboventilatoare: mașini destinate transportului gazelor la presiune joasă, realizând rapoarte mici de comprimare(χ<1.1);- Turbopompe de vid: mașini destinate evacuării unui gaz dintr-o incintă sau pentru crearea unei depresiuni într-un spațiu închis. turboventilatoarele sau turbosuflantele sunt utilizate la evacuarea gazelor de ardere prin depresiune, se mai numesc exhaustoare.

13. Clasificarea generatoarelor pneumodinamiceDupă principiul de funcționare, generatoarele pneumodinamice pot fi: volumetrice, cinetice. După numărul ciclurilor de funcționare, generatoarele pneumodinamice pot fi: într-o singură treaptă sau în mai multe trepte. Clasificarea generatoarelor pneumodinamice dpdv constructiv și a presiunii de lucru: Agregate pentru presiuni mari(supraatmosferice): fără elemente mobile – injectorul; cu elemente mobile – cu mișcări alternative(cu piston, cu membrană), rotative(suflante), centrifugale(ventilatoare, turbosuflante, turbocompresoare). Agregate pentru presiuni mici(subatmosferice): fără elemnte mobile – ejectorul, pompa de difuzie; cu elemente mobile – cu piston, rotative(cu inel lichid, cu lamele, cu lobi, pompa cu șurub). Generatoarele pneumodinamice cu mișcări alternative sunt asemănătoare dpdv constructiv cu motoarele cu ardere internă, procesul de aspirație, comprimare și refulare având loc pe parcursul unei rotații complete a arborelui cotit. Generatoarele pneumodinamice rotative realizează comprimarea gazului prin rotirea unuia sua mai multor rotoare, cu o anumită gemetrie, în baza spațiilor utile variabile formate pe durata unui ciclu de funcționare.

14. TurbocompresoareAerul comprimat este o sursă des utilizată în sistemele mecano-energetice în diversele acționări, fiind ieftin și ușor de produs. Aerul comprimat este utilizat în diferite domenii: pornirea motoarelor, acționări pneumatice, acționări ale mașinilor-unelte, sisteme de automatizare pneumatică etc. După principiul de funcționare, compresoarele se clasifică în: compresoare volumetrice, care asigură comprimarea prin scăderea volumului de gaz, respectiv prin creșterea presiunii statice; compresoare rotative, care asigură comprimarea prin mărirea energiei cinetice a fluidului gazos sub acțiune amecanică a unui rotor și transformarea acesteia în energie potențială. Turbocompresoarele sunt mașini care au drept scop comprimarea aerului la presiuni ridicate, în una sau mai multe trepte. Variația stării unui gaz, atunci când se modifică presiunea și volumul, poate avea loc în condiții izoterme, adiabate sau politrope. Dacă gazul este comprimat în condiții izoterme, căldura dezvoltată este integral eliminată în exterior. În cazul comprimării adiabate, toată căldura degajată se acumulează în gaz, determinând astfel creșterea temperaturii gazului. În realitate, comprimarea și destinderea unui gaz este întotdeauna politropă. În acest caz, la comprimare, o parte din căldură dezvoltată este eliminată în exterior, restul determinând încălzirea gazului.

15. TurboventilatoareTurboventilatoarele sunt mașini destinate transportului gazelor la joasă presiune. O problemă destul de importantă în proiectarea instalațiilor ce utilizează turboventilatoare, o constituie zgomotul produs în exploatare. Originea zgomotului generat de turboventilatoare poate fi de natură aerodinamică(provocat de curenți de aer) sau de natură mecanică(rotor dezechilibrat, lagăre uzate). Pentru atenuarea zgomotului aerodinamic se recomandă ca rotorul să fie echipat cu palete profilate, care asigură o circulație a aerului fără turbulențe. Racordarea dintre rotor și zona de aspirație trebuie să fie continuă, iar interstițiul minim. O atenție deosebită trebuie acordată carcase și, în special, canalului director, ce trebuie rotunjit. Pentru reducerea vibrațiilor, carcasa este rigidizată cu nervuri și izolată de alte surse de vibrații, prin așezarea acesteia pe un postament elastic(arcuri, cauciuc, lemn moale). Turboventilatoarele se consideră silențioase dacă nivelul de intensitate sonoră pe care îl produc la distața de 1,5 m este sub 60 dB pentru banda de frecvență cuprinsă între (20..8000) Hz.

16. Clasificarea turboventilatoarelorTurboventilatoarele sunt mașini destinate transportului gazelor la josă presiune având un grad de comprimare foarte mic, fapt pentru care, în analiza lor, se utilizează modelul aerodinamic de calcul. Dpdv constructiv, turboventilatoarele pot fi centrifugale, respectiv axiale. Turboventilatoarele centrifugale au același principiu de funcționare și construcție similară cu a turbopompelor centrifugale. Deosebirea constă în faptul că turboventilatoarele au dimensiuni de gabarit mult mai mari decât turbopomoele. Debitul voluumetric al turboventilatoarelor centrifugale variază în limite largi, fiind cuprins între (200..3000) m3/h, iar randamentul este cuprins în intervalul (0,5..0,85). Turboventilatoarele axiale(exhaustoare) sunt utilizate prioritar la ventilarea incintelor închise. Sunt construite dintr-un cilindru scurt, deschis la ambele capete, în care se montează un rotor cu pale, având profile aerodinamice și acționat de un motor electric. Prin rotirea palelor, aerul este aspirat pe la un capăt al cilindrului și este refulat prin celălalt capăt. După presiunea gazului la ieșire, turboventilatoarele pot fi: de joasă presiune(p≤100 mmCA), de medie presiune(100<p<300 mmCA), de înaltă presiune(300<p<1000). După tipul aspirației, turboventilatoarele pot fi: cu simplu flux(monoaspirante), cu dublu flux(dublu aspirante). După numărul treptelor de amplificare, ventilatoarele pot fi: monoetajate, multietajate.

17. Turboventilatoare centrifugaleSunt generatoare pneumodinamice care realizează creșterea presiunii gazelor prin centrifugare, în canalele rotorului. Turboventilatoarele centrifugale realizează debite de 3000 m3/h, presiuni de 1500 mmCA și se prezintă sub două forme constructive: monoaspirante, dublu aspirante. Intrarea aerului în rotor se realizează după direcție axială, prin racordul de aspirație, iar ieșirea se realizează după direcție radială, către camera spirală. Rotorul se poate construi cu pale curbate înapoi, curbate înainte sau cu pale radiale. Pala curbată înapoi asigură randamente bune, caracteristici de presiune stabile, debite relativ mici. Pala curbată înainte realizează presiuni totale maxime, debite mari, dar randamente relativ mici. Pala radială se utilizează rar, dar este preferată în cazul turboventlilatoarelor care trebuie să funcționeze în ambele sensuri de rotație. turboventilatoarele centrifugale sunt utilizate în sistemele mecano-energetice de încălzire cu aer, în instalațiile de condiționare a aerului și în instalațiile de ventilare a încăperilor de locuit, a depozitelor de marfă, a compartimentelor de mașini și a altor încăperi.

18. Turboventilatoare axialeSunt generatoare pneumdinamice care măresc presiunea gazului transportat prin transferarea către gaz a energiei mecanice de antrenare, folosind pe ntru aceasta un rotor cu pale radiale, profilate și orientate a.î. să realizeze portanța. Turboventilatoarele axiale sunt utilizate pentru ventilarea magaziilor de marfă, a compartimentelor de mașini și a altor încăperi cu volum mare, pentru care sarcinile sunt reduse. Datorită avantajelor, cum ar fi simplicitate construvtivă, greutate și gabarit redus, turboventilatoarele axiale sunt preferate celor centrifugale, în domeniul presiunilor mici și mijlocii. Turboventilatoarele axiale conțin următoarele elemente componente: carcasă, stator, rotor. Carcasa turboventilatorului este compusă dintr-un tub cilindric drept sau evazat, prevăzut cu flanșe la capete și echipat în interior cu un paletaj statoric fix. Statorul este format din mai multe pale profilate, fixate la un capăt de carcasă, iar la celălalt capăt de un butuc cilindric, utilizat ca suport pentru lagăre. Rotorul este construit dintr-un butuc și un ansamblu de pale, având profile aerodinamice. Spre deosebire de turbopompele centrifugale, lățimea palelor scade treptat, de la butuc spre periferie, cu până la 25 %.

19. Pompe volumetriceGeneratoarele hidraulice sunt mașini de lucru destinate să transforme energia mecanică în energie hidraulică fiind denumite, uzual, pompe. Pompele sunt generatoare hidraulice care transmit energia mecanică, primită la arborele lor de acționare, lichidelor de lucru din transmisiile hidraulice, sub forma energiei hidraulice. Pompele sunt mecanismele capabile să imprime unui lichid presiune și viteză corespunzătoare, în scopul deplasării acestuia prin tubulaturi în vederea utilizării sale pentru diferite procese. În cazul pompelor volumetrice, cantitatea de fluid transportată depinde de volumul camerei de pompare. Pompele cu mișcări alternative au ciclul de funcționare în doi timpi: aspirația și refularea. În cazul pompelor rotative, efectul de pompare este realizat prin intermediul componentelor care se rotesc etanș față de carcasa pompei.

20. Pompe volumetrice cu mișcări alternativeDin această categorie fac parte pompele la care volumul camerei de pompare se modifică ca urmare a deplasării alternative a unui piston poljor sau cu membrană. Faza în care volumul camerei de pompare crește s.n. aspirație, iar faza în care acesta scade s.n. refulare. Aspirarea și refularea în camera de pompare se realizează prin racorduri independente. Pentru ca lichidul să intre în pompă numai prin tubulatura de aspirație, se deschide supapa din racordul de aspirație, iar supapa dinr racordula de refulare se închide. Închiderea și deschiderea supapelor se realizează automat, prin variația presiunii în camera de pompare. Pompele volumetrice cu mișcări alternative au avantajele: pot asigura presiuni de refulare foarte mari, funcționează cu randament ridicat, pompele cu piston sunt autoamorsabile. Dezavantaje: debit relativ redus datorită secțiunii mici de trecere, complicate dpdv constructiv, debit pulsatoriu.

21. Pompe cu piston discSunt generatoare hidraulice volumetrice în care circulația lichidului de lucru se realizează datorită deplasării rectilinii alternative a unui piston în cilindrul său, în condițiile organizării acestei circulații printr-un sistem constructiv de supape. Principal, o pompă cu piston disc este alcătuită din: corpul(cilindrul) pompei, pistonul, sistem de acționare(bielă-manivelă), racorduri de aspirație și refulare, supape de aspirație și refulare. Funcționarea pompelor cu piston se bazează pe modificarea ciclică a volumului cavității de lucru. Pompele volumetrice cu piston au debite specifice mici și presiuni foarte mari, presiunea de refulare fiind limitată nunmai de puterea motorului de antrenare și de rezistența mecanică a subansamblelor pompei. Au calități reamarcabile de aspirație, putând fi utilizate și ca pompe de vacuum. Cilindreea

rotorului se determină cu relația: c= πS D2

4[m3]. Gradul de neuformitate pentru o pompă cu piston reprezintă raportul

dintre debitul momentan maxim și debitul mediu. Pentru o pompă cu o singură față activă, rezultă:

δ=Qmax

Qm= Frω

( Frω/ π )=π.

22. Pompe cu piston plonjorSunt utilizate pentru transportul suspensiilor sau lichidelor cu vâscozitate mare. Pistonul plonjor este un corp cilindric care, prin volumul său relativ mare, dezlocuiește un volum de lichid din camera de pompare. Etanșarea se realizează mai ușor ca în cazul pompelor cu piston disc, prin intermediul sistemului de etașare exterior, amplasat la capătul cilindrului. În aceste condiții, pentru intervenții de verificare și înlocuire a elementelor de etanșare, nu mai este necesară demontarea pompei. Acest tip de pompă prezintă avantajul că supapele pot fi amplasate oriunde pe peretele camerei de pompare. Pompele cu piston plonjor pot fi cu simplu efect, respectiv cu dublu efect.

23. Pompe cu piston lichid și cu membranăSe utilizează pentru transportul lichidelor corozive. La aceste pompe, pistonul disc și camera de pompare sunt protejate la acțiunea corozivă a agentului de lucru printr-un strat de lichid protector, denumit piston lichid. Lichidul protector trebuie să îndeplinească o serie de condiții: să nu fie miscibil cu lichidul pompat, să aibă densitate diferită de cea a lichiului vehiculat, să nu fie coroziv. Dacă poziția pistonului în raport cu tubulatura prin care circulă agentul de lucru este ca în figura 1, densitatea lichidului protector va fi mai mică decât cea a lichidului transportat. Dacă densitatea lichidului protector este mai mare decât cea a lichidului transportat, tubulatura de transport va fi amplasată deasupra

pistonului. Pompele cu membrană se utilizează pentru transportul lichidelor corozive, dar protejarea pistonului disc se realizează prin intermediul unei membrane flexibile, rezistentă la acțiunea corozivă a lichidului transportat. Prin deformarea membranei, se mărește și se micșorează alternativ volumul camerei de pompare realizându-se, astfel, aspirația și refularea.

24. Pompe volumetrice rotativePompele rotative sunt pompe volumetrice care realizează transportul lichidului cu ajutorul unor piese care se rotesc etanș față de carcasa pompei și care sunt acționate de un arbore exterior, aflat în mișcare de rotație. Efectul de pompare este realizat fie prin variația volumului camerei de pompare, fie prin deplasarea, la volum constant, a lichidului prin camera de pompare, dinspre racordul de aspirație spre racordul de refulare. Avantjele acestor tipuri de pompe sunt: nu au supape, realizează presiuni mari de refulare, au dimensiuni reduse. Dezavantajele pompelor rotative sunt: produc zgomote în timpul funcționării, randamentul scade ca urmare a uzurii pieselor aflate în mișcare.

25. Pompe cu pistonașe axialeReprezintă categoria cea mai răspândită de hidromașini rotative utilizate în acționări hidrostatice de presiune înaltă. Pompele cu pistonașe axiale se caracterizează printr-o uniformitate ridicată a debitării, datorită nr. mare, impar, de pistonașe(7..15). O caracteristică importantă a acestor pompe este reversibilitatea, putând fi utilizate și ca motoare hidrostatice. Pompele cu pistonașe axiale cu bloc înclinat sunt cele mai robuste, putând fi utilizate atât în circuitele hidraulice deschise, cât și în circuitele hidraulice închise. Debitul real al pompei ține seama de pierderile de lichid care apar în timpul refulării, în principal în alezajele piston-cilindru și în zona discului frontal de distribuție și se exprimă

prin relația: Qr=Qt ηv=60∗10−6 π2

d2 Rzn ηv sin α [ m3

h], unde ηv este randamentul volumetric al pompei.

26. Pompe cu pistonașe radialeFac parte din categoria pompelor cu debit reglabil, reprezentând o perfecționare a pompelor cu piston. Datorită dispunerii radiale a pistoanelor, au avantajul că pot furniza debite foarte mari, prin dispunerea acestora pe mai multe rânduri. Au în schimb dezavantajul unor performațe inerțiale inferioare pompelor cu pistoane axiale, datorită amplasării nesimetrice a maselor aflate în mișcare de rotație fapt care le limitează turația și le mărește gabaritul. După numărul de cicluri efectuate de fiecare piston la o rotație și tipul distribuției, pompele cu pistonașe radiale sunt: cu acțiune simplă și distribuție interioară, cu acțiune simplă și distribuție exterioară, motoare radiale cu acțiune multiplă și admisie interioară.

Debitul teoretic se determină cu relația: Qt=60∗π d2

4z∗e∗n, unde e-excentricitatea rotorului în metri, n-turația

motorului de acționare a pompei în rot/min. Pompele cu pistonașe radiale sunt reversibile, putând funcționa în regim de pompă sau de motor hidrostatic rotativ.

27. Pompe cu palețiSunt considerate printre cele mai simple hidromașini volumetrice, având siguranță în funcționare și compactitate. Dpdv funcțional și constructiv, pompele cu paleți sunt: cu simplă acțiune și admisie exterioară, cu simplă acțiune și admisie interioară, cu acțiune multiplă. Acest tip de pompe sunt alcătuite din: rotor, montat excentric față de stator; paleți radiali, care culisează în lăcașele practicate în rețea; arbore de antrenare; carcasa statorică; canale de admisie a fluidului. La mișcarea rotorului, spațiul cuprins între rotor, stator și paleții care efectuează semicursa ascendentă variază crescător, generând aspirația lichidului. La semicursa descendentă, spațiile respective se micșorează progresiv, obligând lichidul să părăsească pompa prin orificiul de refulare. Turațiile uzuale ale pompelor cu paleți sunt cuprinse între 500 și 3000 rot/min. Debitul total al pompei se calculează pornind de la expresia debitului elementar, antrenat de o paletă și este dat

de relația: Q=Q1+Q2=60∗πn

30e (2 hR+4ba )[ m3

h].

28. Pmpe cu roți dințateAceste tipuri de pompe sunt formate, în principiu, din două roți dințate angrenate care se rotesc in sensuri opuse. Una

dintre roți este acționată de un arbore motor, iar cealaltă roată dințată este antrenată ca urmare a angrenării. Cele două roții dințate sunt montate într-o carcasă astfel încât, dinții acestora să se deplaseze etanș pe peretele carcasei. Acest tip de pompe nu pot aspira lichid întrucât nu se realizează depresiune în racordul de intrare, fapt pentru care ele trebuie alimentate din exterior. Lichidul este transportat dinspre racordul de acționare spre cel de refulare, în spațiile formate între golurile dinților și peretele carcasei. Pompele cu roți dințate pot avea debite până la 20 m^3/h și presiuni de până la 100 bar. Datorită debitului constant și presiunii ridicate, aceste pompe sunt utilizate ca pompe de ungere și pompe dozatoare.

1. Tubulaturile Transportul și distribuția fluidelor între consumatori se realizează prin intermediul tubulaturilor. În funcție de destinație, tubulaturile pot fi: magistrale(destinate transportului de fluide pe distanțe mari) sau tehnologice(realizează legătura între consumatorii unei linii de fabricație). O tubulatură pentru transportul fluidelor este alcătuită din: dispozitive de îmbinare(flanșe, mufe, nipluri etc.), armături pentru comandă și pentru controlul curgerii fluidelor(robineți, ventile, vane, valvule etc.), dispozitive de fixare, de dilatare termică etc. Traseul unei tubulaturi tehnologice trebuie ales a.î. să îndeplinească următoarele condiții: să fie cât mai scurt posibil, să aibă cât mai puține schimbări de direcție, să nu afecteze amplasarea utilajelor, să permită accesul facil la armături și la dispozitivele de măsură. De regulă, rețelele hidraulice mecano-energetice folosesc tubulaturi din oțel, Cu, alamă, aliaje Cu-Zn, Al, plastic. Presiunea nominală

pn [bar], pentru care se construiesc tubulaturile,

armăturile sau alte elemente de trecere a fluidului reprezintă presiunea maximă admisibilă de funcționare a

acestora. Diametrul nominal Dn [mm] reprezintă

secțiunea interioară de trecere a tubulaturilor, armăturilor sau a altor elemente de vehiculare a fluidelor de lucru. Calculul diametrului nominal în funcție de viteza optimă de cîirculație a fluidului este acceptat pt. tubulaturi cu

lungimi de până la 30 m. Dn=√ 4Qπν

2. ArmăturileArmăturile sunt elemente constitutive ale instalțiilor mecano-energetice, montate pe tubulaturi pentru a dirija circulația fluidelor sau pentru a regla parametrii de funcționare. Prin armături se înțeleg elementele: valvule, filtre, hidranți, racorduri, vizoare, distribuitoare etc. Clasificarea armăturilor:- după destinație: de închidere, de serviciu, de sens unic, de siguranță, de reglaj, de semnalizare, aparate de măsură și control.- după tipul organului de închidere: cu ventil, cu sertar, cu clapetă, cu cep.- după funcționalitate: de închidere, închidere-reținere, de reținere, de siguranță, de reglare.-după modul de acționare: cu acționare manuală, mecanică sau automată.- după tipul transmisiei: cu transmisie manuală, pneumatică, hidraulică, electrică.- după materialul corpului: oțel mediu aliat, oțel inoxidabil, fontă, bronz etc.- după valorile parametrilor agentului de lucru: de joasă, medie și de înaltă presiune.- după natura fluidului de lucru: de apă, de abur, de aer comprimat, pt. fluide toxice sau corozive.Armăturile trebuie să fie sigure în funcționare, să aibă gabarit redus și rezistență mecanică ridicată, rigiditate și etanșietate. Ele trebuie să asigure timpul necesar de manevră, evitând apariția loviturilor de berbec.

3. Mașinile hidropneumatice Mașinile hidropneumatice sunt agregate care transformă o formă de energie în alta, cel puțin una fiind mecanică, schimbul de enrgie realizându-se prin intermediul unui fluid. Sarcina(energia) mașinii hidropneumatice se

exprimă prin relația: H p=E r−Ea iar

dacă scriem ecuația lui Bernoulli pentru o instalație cu tubulaturi, sarcina mașinii devine:

H p=ρvr

2−va2

2+ ( pr−pa )+ρg ( zr−za )+∆ H h

unde ∆ Ec=ρvr

2−va2

2 este energia

cinetică, ∆ p=( pr−pa ) este energia

piezometrică(de presiune),

∆ E z=ρg ( zr−za ) este energia de

poziție și ∆ H h=H r+H a este energia

internă consumată de mașină pentru învingerea rezistențelor hidraulice din instalație. Mașinile hidropneumatice se utilizează în sistemele mecano-energetice ca generatoare(pompe, ventilatoare, compresoare etc.), motoare sau tranformatoare. Generatoarele hidropneumatice se clasifică după mai multe criterii: - după starea de agregare a fluidului vehiculat: hidraulice(pompe, ejectoare), pneumatice(ventilatoare, compresoare, suflante etc.)- după principiul de funcționare: turbogeneratoare, generatoare volumetrice, cu fluid motor.

4. Principii de funcționare a mașinilor hidropneumaticePrincipiile care stau la baza funcționării mașinilor hidropneumatice se definesc luând în considerare forma de energie care se modifică în cursul vehiculării fluidului prin mașină și în funcție de proprietățile fluidului care fac posibil transferul de energie. Principiul elevatorului: Mașinile care funcționează în baza acestui principiu sunt utilizate numai pentru lichide. În timpul funcționării mașinii se modifică energia de poziție a lichidului, energia cinetică și de presiune rămânând ct. tipuri de elevatoare: elevator cu cupe, timpanul lui Heron, șurubul lui Arhimede. Principiul dislocuirii: Mașinile care funcționează în baza acestui principiu produc o creștere a energiei de presiune a fluidului( en. de poziție și cinetică rămânând relativ ct.) cu ajutorul organelor mobile de rotație sau de translație. Aceste mașini se mai numesc și mașini volumetrice. Principiul vârtejului: Mașininile care funcționează după în baza acestui principiu imprimă fluidului de lucru energie cinetică și de presiune(en. de poziție rămânând ct.), cu ajutorul forțelor de inerție generate de un organ mobil în mișcare de rotație, numit rotor. Acestea se mai numesc turbomașini. Principalul avantaj al turbomașinilor este randamentul ridicat. Principiul adeziunii: se bazează pe proprietatea de adezivitate a fluidelor și este aplicat numai pentru creșterea energiei de poziție a lichidelor. Principiul electromagnetic: mașinile care funcționează după acest principiu sunt utilizate pentru transportarea metalelor topite și a altor fluide electromagnetice. Principiul de funcționare se bazează pe interacțiunea fluidelor electromagnetice cu câmpurile electrice și magnetice.

5. TurbomașinileSunt mașini rotative la care vehicularea fluidului de lucru se obține prin acțiunea unui rotor asupra curentului de fluid, modificându-se astfel presiunile și vitezele particulelor de fluid. După direcția de curgere a fluidului de lucru, turbomașinile sunt: axiale, centrifugale și diagonale la care ieșirea particulelor de fluid se realizează axial, radial și respectiv, oblic. În cazul turbomașinilor axiale particulele de fluid sunt transportate pe traiectorii paralele cu axa mașinii, cu viteze de antrenare practic constante. În cazul turbomașinilor diagonale particulele de fluid sunt transportate pe traiectorii elicoidale. În cazul turbomașinilor centrifugale transportul particulelor de fluid se face pe direcții variabile, adică paralel cu axa rotorului la intrare și radial la ieșire. Deci, în rotor are loc o schimbare a direcției de

curgere a fluidului cu un unghi de 90 ° . Presiunea

statică la aceste dispozitive se obține în baza variației vitezelor relative și periferice a curentului de fluid ce trece prin rotor, iar presiunea dinamică se obține prin creșterea vitezei absolute în rotor. Pentru obținerea unor presiuni mari, se recurge la construcția turbomașinilor în mai multe trepte.Turbomașinile nu sunt economice decât

pentru debite mari de 100 m3.

6. Ecuația fundmentală a turbomașinilorDescrierea cinematică a evoluției unui fluid se poate realiza cu ajutorul parametrilor reprezentați de vectorii:

poziție r (x , y , z ); viteză relativă,

w (w x , w y , w z); accelerație,

a (ax , a y , az). Între parametrii cinematici

enunțați există relațiile de legătură:

{ w= ∂r∂ t

a=∂ w∂t

=∂2r∂t 2

; Câmpul de viteze

reprezintă mulțimea vectorilor viteză asociați particulelor unui fluid în mișcare, la un moment dat. Traiectoria reprezintă curba după care se deplasează centrul de greutate al particulei de fluid, vectorul viteză fiind tangent la aceasta. Linia de curent este curba la care toți vectorii de viteză ai particulelor fluidului în mișcare sunt tangenți. Mulțimea liniilor de curent care trec printr-o linie curbă închisă, conținută în domeniul mișcării, formează o suprafață tubulară ce delimitează un domeniu tubular denumoit tub de curent. Firul de curent este tubul de curent infinitezimal ce materializează linia de curent. Curentul de fluid(vâna de fluid) este compus dintr-o multitudine de fire de curent ce se constituie în masa fluidului din interiorul tubului de curent.

7. Clasificarea generatoarelor fluidodinamiceGeneratoarele fluidodinamice(turbogeneratoare) sunt mașini de lucru destinate să tranforme energia mecanică în energie hisropneumatică prin intermediul unui rotor. După starea de agregare a fluidului vehiculat, turbogeneratoarele se împart în: turbopompe, care vehiculează lichide; turboventilatoare, care vehiculează gaze; turbocompresoare, care vehiculează gaze sau vapori. Din punct de vedere funcțional tipurile uzuale de turbogeneratoare sunt: turbopompe – centrifugale(monoetajate, bietajate, multietajate, în simplu flux, în dublu flux), axiale, elicoidale(diagonale normale, diagonale rapide, axiale normale, Kaplan, bulb); turboventilatoare – centrifugale(mono aspirante, dublu aspirante), axiale; turbocompresoare – centrifugale, rotative(cu inel lichid, cu lamele, cu lobi, cu șurub, suflante).

8. Turbopompe centrifugaleSunt cele mai răspândite mașini pentru transportul lichidelor. Turbopompele centrifugale au ca element caracteristic un rotor cu mai multe palete care, împreună cu statorul, formează canale în care lichidul este aspirat și refulat radial. Particulele de lichid, antrenate în mișcarea de rotație, sunt aruncate sub acțiunea forțelor centrifugale către periferia acestuia. La ieșirea din rotor, particulele de lichid au viteze mari, deci energie cinetică mare. În colectorul turbopompei, viteza particulelor de lichid scade iar presiunea curentului de lichid crește a.î., la părăsirea turbopompei, lichidul dispune de energie potențială(presiune) și de energie cinetică(viteză). Energia deținută de lichid pe tronsoanele de tubulatură, cu aceste două componente, este denumită energie hidraulică. Turbopompele centrifugale se construiesc pentru debite medii și mari, respectiv presiuni mici și medii( până la 9 bar). Turbopompele centrifugale pot fi clasificate astfel: -după presiunea de refulare: de presiune mică(H<20 mCA); de presiune medie(H=20..50 mCA); de presiune mare(H≥50 mCA); - după numărul de rotoare(trepte): monoetajate, multietajate;- după modul de aspirație: cu o singură aspirație; cu dublă aspirație;- după poziția arborelui de acționare: cu arbore orizontal, cu arbore vertical.

9. Principiul de funcționare al turbopompei centrifugaleÎnainte de punerea în funcțiune a motorului care acționează rotorul turbopompei, se amorsează turbopompa(umplerea corpului cu lichid). Dacă turbopompa este montată înecat, umplerea se face de la sine. După amorsare se pornește motorul, lichidul aflat între palele rotorului este antrenat în mișcare ămpreună cu rotorul și, datorită forței centrifugale, lichidul se deplasează cu viteză ridicată spre periferia rotorului. Lichidul, părăsind corpul turbopompei, creează o depresiune care determină aspirarea lichidului. Datorită turație ridicate a motorului, forța centrifugală care acționează asupra lichidului, aflat între paletele turbopompei este foarte mare. Din această cauză și datorită secțiunii mici de curgere a lichidului între palete, lichidul se deplasează spre periferia rotorului cu viteză ridicată, atingând la ieșirea din rotor valori de 8..15 m/s. La ieșirea din rotor lichidul pătrunde în canalul colector a cărui secțiune crește continuu spre racordul de refulare, ceea de face ca viteza lichidului la ieșirea din turbopompă să scadă până la 4..5 m/s.Prin scăderea vitezei lichidului, crește presiunea statică a acestuia. Astfel energia cinetică a lichidului se transformă în energie de presiune.

10. Cuplarea turbopompelorCuplarea a două sau mai multor turbopompe este des utilizată în practică, fie pentru a mări debitul de presiune într-o instalație existentă, fie pentru o mai bună utilizare a capacității de pompare , în funcție de cerințele variabile ale consumatorilor din rețea. În principiu, există două moduri de cuplare uzuale: în serie, respectiv în paralel. Dacă există mai mult de două turbopompe, cuplarea se poate realiza și în serie-paralel sau paralel-serie. Cuplarea în serie a turbopompelor se practică în cazul în care consumatorul solicită presiuni variabile, de valori ridicate, a lichidului de lucru. Prin cuplarea în serie a turbopompelor se înțelege situația în care acestea sunt străbătute pe rând de același curent de lichid. La ieșirea din ultima turbopompă a unui circuit serie, presiunea lichidului va fi aproximativ egală cu suma salturilor de presiune obținute de lichid în fiecare dintre turbopompe. Prin utilizarea simultană a unui număr de turbopompe cuplate în paralel se poate realiza modificarea debitului în limite foarte largi a.î. să se satisfacă în orice moment necesitățile consumatorului de lichid. Prin cuplarea în paralel a două turbopompe se înțelege situația de funcționare când acestea aspiră independent și refulează de asemenea independent în magistrala de refulare comună.

11. Turbopompe axialeSunt generatoare hidrodinamice care măresc presiunea lichidului transportat, prin transferarea către acesta a energiei mecanice de antrenare, folosind pentru aceasta un rotor cu pale radiale, profilate și orientate a.î. să realizeze portanță. Acest tip de turbopompe nu urmărește centrifugarea lichidului, traiectoria unei particule de lichid

fiind preponderent axială. Unghiul α 2 reprezintă

unghiul constructiv pentru intrarea în aparatul director iar

α 1=90 ° reprezintă condiția de șoc minim la

intrare. Ecuația fundamentală a turbopompelor axiale cu turație constantă(ecuația lui Euler) este dată de relația:

H t ∞=ug ( v2cos α2−v1cos α1 )

[mCA], unde H t ∞- sarcina teoretică a turbopompei

axiale cu număr infinit de pale. Avantajul acestui tip de mașină constă în posibilitatea realizării unor debite apreciabile, datorită secțiunilor mari de trecere. Principiul de funcționare a turbopompelor axiale este unul hidrodinamic întrucât deplasarea lichidului în turbopompă se realizează în urma interacțiunii hidrodinamice dintre palele rotorului și lichid, asemeni deplasării unui profil într-un curent de lichid.

12. Generatoare pneumodinamicTransportul gazelor comportă anumite particularități față de transportul lichidelor, legate în special de proprietatea gazelor de a fi compresibile. Se definește raportul(gradul)

de comprimare χ , ca raport între presiunea de refulare

pr și presiunea de aspirație pa . Cu cât acest raport

este mai mare, cu atât temperatura aerului comprimat este mai ridicată, ceea ce conduce la creșterea lucrului mecanic absorbit de turbomașină și la pierderea calității de lubrifiere a uleiurilor de ungere. În funcție de presiunea creată, turbomașinile de transport de gaze se împart în:- Turbocompresoare: mașini de lucru, consumatoare de energie, care realizează creșterea presiunii gazelor cu

rapoarte mari de comprimare( χ>2.5);

- Turbosuflante: mașini destinate transportului gazelor la presiune medie, realizând rapoarte medii de comprimare(

1.1> χ>1.5);- Turboventilatoare: mașini destinate transportului gazelor la presiune joasă, realizând rapoarte mici de

comprimare( χ<1.1);

- Turbopompe de vid: mașini destinate evacuării unui gaz dintr-o incintă sau pentru crearea unei depresiuni într-un spațiu închis. turboventilatoarele sau turbosuflantele sunt utilizate la evacuarea gazelor de ardere prin depresiune, se mai numesc exhaustoare.

13. Clasificarea generatoarelor pneumodinamiceDupă principiul de funcționare, generatoarele pneumodinamice pot fi: volumetrice, cinetice. După numărul ciclurilor de funcționare, generatoarele pneumodinamice pot fi: într-o singură treaptă sau în mai multe trepte. Clasificarea generatoarelor pneumodinamice dpdv constructiv și a presiunii de lucru: Agregate pentru presiuni mari(supraatmosferice): fără elemente mobile – injectorul; cu elemente mobile – cu mișcări alternative(cu piston, cu membrană), rotative(suflante), centrifugale(ventilatoare, turbosuflante, turbocompresoare). Agregate pentru presiuni mici(subatmosferice): fără elemnte mobile – ejectorul, pompa de difuzie; cu elemente mobile – cu piston, rotative(cu inel lichid, cu lamele, cu lobi, pompa cu șurub). Generatoarele pneumodinamice cu mișcări alternative sunt asemănătoare dpdv constructiv cu motoarele cu ardere internă, procesul de aspirație, comprimare și refulare având loc pe parcursul unei rotații complete a arborelui cotit. Generatoarele pneumodinamice rotative realizează comprimarea gazului prin rotirea unuia sua mai multor rotoare, cu o anumită gemetrie, în baza spațiilor utile variabile formate pe durata unui ciclu de funcționare.

14. TurbocompresoareAerul comprimat este o sursă des utilizată în sistemele mecano-energetice în diversele acționări, fiind ieftin și ușor de produs. Aerul comprimat este utilizat în diferite domenii: pornirea motoarelor, acționări pneumatice, acționări ale mașinilor-unelte, sisteme de automatizare pneumatică etc. După principiul de funcționare, compresoarele se clasifică în: compresoare volumetrice, care asigură comprimarea prin scăderea volumului de gaz, respectiv prin creșterea presiunii statice; compresoare rotative, care asigură comprimarea prin mărirea energiei cinetice a fluidului gazos sub acțiune amecanică a unui rotor și transformarea acesteia în energie potențială. Turbocompresoarele sunt mașini care au drept scop comprimarea aerului la presiuni ridicate, în una sau mai multe trepte. Variația stării unui gaz, atunci când se modifică presiunea și volumul, poate avea loc în condiții izoterme, adiabate sau politrope. Dacă gazul este comprimat în condiții izoterme, căldura dezvoltată este integral eliminată în exterior. În cazul comprimării adiabate, toată căldura degajată se acumulează în gaz, determinând astfel creșterea temperaturii gazului. În realitate, comprimarea și destinderea unui gaz este întotdeauna politropă. În acest caz, la comprimare, o parte din căldură dezvoltată este eliminată în exterior, restul determinând încălzirea gazului.

15. TurboventilatoareTurboventilatoarele sunt mașini destinate transportului gazelor la joasă presiune. O problemă destul de importantă în proiectarea instalațiilor ce utilizează turboventilatoare, o constituie zgomotul produs în exploatare. Originea zgomotului generat de turboventilatoare poate fi de natură aerodinamică(provocat de curenți de aer) sau de natură mecanică(rotor dezechilibrat, lagăre uzate). Pentru atenuarea zgomotului aerodinamic se recomandă ca rotorul să fie echipat cu palete profilate, care asigură o circulație a aerului fără turbulențe. Racordarea dintre rotor și zona de aspirație trebuie să fie continuă, iar interstițiul minim. O atenție deosebită trebuie acordată carcase și, în special, canalului director, ce trebuie rotunjit. Pentru reducerea vibrațiilor, carcasa este rigidizată cu nervuri și izolată de alte surse de vibrații, prin așezarea acesteia pe un postament elastic(arcuri, cauciuc, lemn moale). Turboventilatoarele se consideră silențioase dacă nivelul de intensitate sonoră pe care îl produc la distața de 1,5 m este sub 60 dB pentru banda de frecvență cuprinsă între (20..8000) Hz.

16. Clasificarea turboventilatoarelorTurboventilatoarele sunt mașini destinate transportului gazelor la josă presiune având un grad de comprimare foarte mic, fapt pentru care, în analiza lor, se utilizează modelul aerodinamic de calcul. Dpdv constructiv, turboventilatoarele pot fi centrifugale, respectiv axiale. Turboventilatoarele centrifugale au același principiu de funcționare și construcție similară cu a turbopompelor centrifugale. Deosebirea constă în faptul că turboventilatoarele au dimensiuni de gabarit mult mai mari decât turbopomoele. Debitul voluumetric al turboventilatoarelor centrifugale variază în limite largi,

fiind cuprins între (200..3000) m3/h, iar

randamentul este cuprins în intervalul (0,5..0,85). Turboventilatoarele axiale(exhaustoare) sunt utilizate prioritar la ventilarea incintelor închise. Sunt construite dintr-un cilindru scurt, deschis la ambele capete, în care se montează un rotor cu pale, având profile aerodinamice și acționat de un motor electric. Prin rotirea palelor, aerul este aspirat pe la un capăt al cilindrului și este refulat prin celălalt capăt. După presiunea gazului la ieșire, turboventilatoarele pot fi: de joasă presiune(p≤100 mmCA), de medie presiune (100<p<300 mmCA), de înaltă presiune(300<p<1000). După tipul aspirației, turboventilatoarele pot fi: cu simplu flux(monoaspirante), cu dublu flux(dublu aspirante). După numărul treptelor de amplificare, ventilatoarele pot fi: monoetajate, multietajate.

17. Turboventilatoare centrifugaleSunt generatoare pneumodinamice care realizează creșterea presiunii gazelor prin centrifugare, în canalele rotorului. Turboventilatoarele centrifugale realizează

debite de 3000 m3/h, presiuni de 1500

mmCA și se prezintă sub două forme constructive: monoaspirante, dublu aspirante. Intrarea aerului în rotor se realizează după direcție axială, prin racordul de aspirație, iar ieșirea se realizează după direcție radială, către camera spirală. Rotorul se poate construi cu pale curbate înapoi, curbate înainte sau cu pale radiale. Pala curbată înapoi asigură randamente bune, caracteristici de presiune stabile, debite relativ mici. Pala curbată înainte realizează presiuni totale maxime, debite mari, dar randamente relativ mici. Pala radială se utilizează rar, dar este preferată în cazul turboventlilatoarelor care trebuie să funcționeze în ambele sensuri de rotație. turboventilatoarele centrifugale sunt utilizate în sistemele mecano-energetice de încălzire cu aer, în instalațiile de condiționare a aerului și în instalațiile de ventilare a încăperilor de locuit, a depozitelor de marfă, a compartimentelor de mașini și a altor încăperi.

18. Turboventilatoare axialeSunt generatoare pneumdinamice care măresc presiunea gazului transportat prin transferarea către gaz a energiei mecanice de antrenare, folosind pe ntru aceasta un rotor cu pale radiale, profilate și orientate a.î. să realizeze portanța. Turboventilatoarele axiale sunt utilizate pentru ventilarea magaziilor de marfă, a compartimentelor de mașini și a altor încăperi cu volum mare, pentru care sarcinile sunt reduse. Datorită avantajelor, cum ar fi simplicitate construvtivă, greutate și gabarit redus, turboventilatoarele axiale sunt preferate celor centrifugale, în domeniul presiunilor mici și mijlocii. Turboventilatoarele axiale conțin următoarele elemente componente: carcasă, stator, rotor. Carcasa turboventilatorului este compusă dintr-un tub cilindric drept sau evazat, prevăzut cu flanșe la capete și echipat în interior cu un paletaj statoric fix. Statorul este format din mai multe pale profilate, fixate la un capăt de carcasă, iar la celălalt capăt de un butuc cilindric, utilizat ca suport pentru lagăre. Rotorul este construit dintr-un butuc și un ansamblu de pale, având profile aerodinamice. Spre deosebire de turbopompele centrifugale, lățimea palelor scade treptat, de la butuc spre periferie, cu până la

25 % .

19. Pompe volumetriceGeneratoarele hidraulice sunt mașini de lucru destinate să transforme energia mecanică în energie hidraulică fiind denumite, uzual, pompe. Pompele sunt generatoare hidraulice care transmit energia mecanică, primită la arborele lor de acționare, lichidelor de lucru din transmisiile hidraulice, sub forma energiei hidraulice. Pompele sunt mecanismele capabile să imprime unui lichid presiune și viteză corespunzătoare, în scopul deplasării acestuia prin tubulaturi în vederea utilizării sale pentru diferite procese. În cazul pompelor volumetrice, cantitatea de fluid transportată depinde de volumul camerei de pompare. Pompele cu mișcări alternative au ciclul de funcționare în doi timpi: aspirația și refularea. În cazul pompelor rotative, efectul de pompare este realizat prin intermediul componentelor care se rotesc etanș față de carcasa pompei.

20. Pompe volumetrice cu mișcări alternativeDin această categorie fac parte pompele la care volumul camerei de pompare se modifică ca urmare a deplasării alternative a unui piston poljor sau cu membrană. Faza în care volumul camerei de pompare crește s.n. aspirație, iar faza în care acesta scade s.n. refulare. Aspirarea și refularea în camera de pompare se realizează prin racorduri independente. Pentru ca lichidul să intre în pompă numai prin tubulatura de aspirație, se deschide supapa din racordul de aspirație, iar supapa dinr racordula de refulare se închide. Închiderea și deschiderea supapelor se realizează automat, prin variația presiunii în camera de pompare. Pompele volumetrice cu mișcări alternative au avantajele: pot asigura presiuni de refulare foarte mari, funcționează cu randament ridicat, pompele cu piston sunt autoamorsabile. Dezavantaje: debit relativ redus datorită secțiunii mici de trecere, complicate dpdv constructiv, debit pulsatoriu.

21. Pompe cu piston discSunt generatoare hidraulice volumetrice în care circulația lichidului de lucru se realizează datorită deplasării rectilinii alternative a unui piston în cilindrul său, în condițiile organizării acestei circulații printr-un sistem constructiv de supape. Principal, o pompă cu piston disc este alcătuită din: corpul(cilindrul) pompei, pistonul, sistem de acționare(bielă-manivelă), racorduri de aspirație și refulare, supape de aspirație și refulare. Funcționarea pompelor cu piston se bazează pe modificarea ciclică a volumului cavității de lucru. Pompele volumetrice cu piston au debite specifice mici și presiuni foarte mari, presiunea de refulare fiind limitată nunmai de puterea motorului de antrenare și de rezistența mecanică a subansamblelor pompei. Au calități reamarcabile de aspirație, putând fi utilizate și ca pompe de vacuum. Cilindreea rotorului se determină cu relația:

c= πS D2

4[m3]. Gradul de

22. Pompe cu piston plonjorSunt utilizate pentru transportul suspensiilor sau lichidelor cu vâscozitate mare. Pistonul plonjor este un corp cilindric care, prin volumul său relativ mare, dezlocuiește un volum de lichid din camera de pompare. Etanșarea se realizează mai ușor ca în cazul pompelor cu piston disc, prin intermediul sistemului de etașare exterior, amplasat la capătul cilindrului. În aceste condiții, pentru intervenții de verificare și înlocuire a elementelor de etanșare, nu mai este necesară demontarea pompei. Acest tip de pompă prezintă avantajul că supapele pot fi amplasate oriunde pe

23. Pompe cu piston lichid și cu membranăSe utilizează pentru transportul lichidelor corozive. La aceste pompe, pistonul disc și camera de pompare sunt protejate la acțiunea corozivă a agentului de lucru printr-un strat de lichid protector, denumit piston lichid. Lichidul protector trebuie să îndeplinească o serie de condiții: să nu fie miscibil cu lichidul pompat, să aibă densitate diferită de cea a lichiului vehiculat, să nu fie coroziv. Dacă poziția pistonului în raport cu tubulatura prin care circulă agentul de lucru este ca în figura 1, densitatea lichidului protector va fi mai mică decât cea a lichidului transportat. Dacă densitatea lichidului protector este mai mare decât cea a lichidului transportat, tubulatura de transport va fi amplasată deasupra pistonului. Pompele cu membrană se utilizează pentru transportul lichidelor corozive, dar protejarea pistonului disc se realizează prin intermediul unei membrane flexibile, rezistentă la acțiunea corozivă a lichidului transportat. Prin deformarea membranei, se mărește și se micșorează alternativ volumul camerei de pompare realizându-se, astfel, aspirația și refularea.

24. Pompe volumetrice rotativePompele rotative sunt pompe volumetrice care realizează transportul lichidului cu ajutorul unor piese care se rotesc etanș față de carcasa pompei și care sunt acționate de un arbore exterior, aflat în mișcare de rotație. Efectul de pompare este realizat fie prin variația volumului camerei de pompare, fie prin deplasarea, la volum constant, a lichidului prin camera de pompare, dinspre racordul de aspirație spre racordul de refulare. Avantjele acestor tipuri de pompe sunt: nu au supape, realizează presiuni mari de refulare, au dimensiuni reduse. Dezavantajele

neuformitate pentru o pompă cu piston reprezintă raportul dintre debitul momentan maxim și debitul mediu. Pentru o pompă cu o singură față activă, rezultă:

δ=Qmax

Q m= Frω

( Frω/ π )=π .

peretele camerei de pompare. Pompele cu piston plonjor pot fi cu simplu efect, respectiv cu dublu efect.

pompelor rotative sunt: produc zgomote în timpul funcționării, randamentul scade ca urmare a uzurii pieselor aflate în mișcare.

25. Pompe cu pistonașe axialeReprezintă categoria cea mai răspândită de hidromașini rotative utilizate în acționări hidrostatice de presiune înaltă. Pompele cu pistonașe axiale se caracterizează printr-o uniformitate ridicată a debitării, datorită nr. mare, impar, de pistonașe(7..15). O caracteristică importantă a acestor pompe este reversibilitatea, putând fi utilizate și ca motoare hidrostatice. Pompele cu pistonașe axiale cu bloc înclinat sunt cele mai robuste, putând fi utilizate atât în circuitele hidraulice deschise, cât și în circuitele hidraulice închise. Debitul real al pompei ține seama de pierderile de lichid care apar în timpul refulării, în principal în alezajele piston-cilindru și în zona discului frontal de distribuție și se exprimă prin relația:

Qr=Qt ηv=60∗10−6 π2

d2 Rzn ηv sin α [ m3

h]

, unde ηv este randamentul volumetric al

pompei.

26. Pompe cu pistonașe radialeFac parte din categoria pompelor cu debit reglabil, reprezentând o perfecționare a pompelor cu piston. Datorită dispunerii radiale a pistoanelor, au avantajul că pot furniza debite foarte mari, prin dispunerea acestora pe mai multe rânduri. Au în schimb dezavantajul unor performațe inerțiale inferioare pompelor cu pistoane axiale, datorită amplasării nesimetrice a maselor aflate în mișcare de rotație fapt care le limitează turația și le mărește gabaritul. După numărul de cicluri efectuate de fiecare piston la o rotație și tipul distribuției, pompele cu pistonașe radiale sunt: cu acțiune simplă și distribuție interioară, cu acțiune simplă și distribuție exterioară, motoare radiale cu acțiune multiplă și admisie interioară. Debitul teoretic se determină cu relația:

Qt=60∗π d2

4z∗e∗n, unde e-

excentricitatea rotorului în metri, n-turația motorului de acționare a pompei în rot/min. Pompele cu pistonașe radiale sunt reversibile, putând funcționa în regim de pompă sau de motor hidrostatic rotativ.

27. Pompe cu palețiSunt considerate printre cele mai simple hidromașini volumetrice, având siguranță în funcționare și compactitate. Dpdv funcțional și constructiv, pompele cu paleți sunt: cu simplă acțiune și admisie exterioară, cu simplă acțiune și admisie interioară, cu acțiune multiplă. Acest tip de pompe sunt alcătuite din: rotor, montat excentric față de stator; paleți radiali, care culisează în lăcașele practicate în rețea; arbore de antrenare; carcasa statorică; canale de admisie a fluidului. La mișcarea rotorului, spațiul cuprins între rotor, stator și paleții care efectuează semicursa ascendentă variază crescător, generând aspirația lichidului. La semicursa descendentă, spațiile respective se micșorează progresiv, obligând lichidul să părăsească pompa prin orificiul de refulare. Turațiile uzuale ale pompelor cu paleți sunt cuprinse între 500 și 3000 rot/min. Debitul total al pompei se calculează pornind de la expresia debitului elementar, antrenat de o paletă și este dat de relația:

Q=Q1+Q2=60∗πn

30e (2hR+4ba )[ m3

h]

.

28. Pmpe cu roți dințateAceste tipuri de pompe sunt formate, în principiu, din două roți dințate angrenate care se rotesc in sensuri opuse. Una dintre roți este acționată de un arbore motor, iar cealaltă roată dințată este antrenată ca urmare a angrenării. Cele două roții dințate sunt montate într-o carcasă astfel încât, dinții acestora să se deplaseze etanș pe peretele carcasei. Acest tip de pompe nu pot aspira lichid întrucât nu se realizează depresiune în racordul de intrare, fapt pentru care ele trebuie alimentate din exterior. Lichidul este transportat dinspre racordul de acționare spre cel de refulare, în spațiile formate între golurile dinților și peretele carcasei. Pompele cu roți dințate pot avea debite până la 20 m^3/h și presiuni de până la 100 bar. Datorită debitului constant și presiunii ridicate, aceste pompe sunt utilizate ca pompe de ungere și pompe dozatoare.